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工業(yè)鋁型材正擠壓與反擠壓的擠壓速度控制

艾普斯   丨  2017.10.27   丨  3421

工業(yè)鋁型材正擠壓與反擠壓的擠壓速度控制:


從溫升看,工業(yè)鋁型材正、反擠壓差異不大,據(jù)此其擠壓速度應(yīng)該大體上相同或相近,但實(shí)際生產(chǎn)中,工業(yè)鋁型材擠壓速度的快與慢,不僅決定于溫升的高低,還決定于表面的應(yīng)力與大小。在擠壓中,施加于擠壓墊片上的外力TtTd均克服了其相應(yīng)的表面摩擦力而產(chǎn)生附加拉應(yīng)力。這些應(yīng)力最終疊加而在表面形成總拉應(yīng)力。施加的外力越大,形成的拉應(yīng)力越大。


在上述相同條件下的正向擠壓中,其施加的將產(chǎn)生拉應(yīng)力的外力Tt、TzTd之和為:

T=Tt+Yz+Td=23.45+8.46+0.25=32.16MN

在反向擠壓中,因Tt=0,故其施加將會(huì)引起表面拉應(yīng)力所施加的外力,正擠壓比反擠壓大得多,其比值為:

T*=Tz+Td=7.44+0.25=7.69MN

由上述計(jì)算結(jié)果看出,擠壓過程中將會(huì)引起表面拉應(yīng)力所施加的外力,正擠壓比反擠壓大得多,其比值為:

T/T*=32.16/7.69=4.18


因此,反向擠壓在表面產(chǎn)生的拉應(yīng)力比正向擠壓小得多,而表面拉力應(yīng)小于該溫度下的抗拉強(qiáng)度σb時(shí),工業(yè)鋁型材表面不會(huì)產(chǎn)生裂紋,所以反擠壓的速度應(yīng)比正擠壓大。在實(shí)踐中生產(chǎn)2A11鋁型材?110mm棒材,擠壓系數(shù)λ=14.6,鑄錠加熱溫度365-390℃,擠壓筒溫度400℃,反擠壓測得型材流出速度v?=1.49-3.50m/min不出現(xiàn)裂紋;而正向擠壓型材流出速度v?=0.3-1.2m/min時(shí)不出現(xiàn)裂紋。其速度比為:

v?min/v?min=1.49/0.3=4.9

v?max/v?max=3.5/1.2=2.9

生產(chǎn)2A12鋁型材棒材,反擠壓與正擠壓的擠壓速度之比為4.24倍和1.48倍。


工業(yè)鋁型材擠壓

2. 正、反擠壓工業(yè)鋁型材的尺寸精度

正向擠壓時(shí),在基本擠壓階段隨著擠壓過程的進(jìn)行,變形金屬與擠壓筒之間的摩擦力隨之減小,若不能隨時(shí)調(diào)整擠壓力,則擠壓速度將越來越快,會(huì)使塑性變形時(shí)金屬的充盈度和溫度產(chǎn)生差異,從而導(dǎo)致工業(yè)鋁型材尺寸偏差增大;反擠壓在基本擠壓階段段維持壓力基本平衡,不產(chǎn)生大的波動(dòng),所以型材尺寸偏差較小。


生產(chǎn)實(shí)踐表明,反擠壓型材尺寸精度比正擠壓高得多。正向擠壓?100mm以上棒材,前、后端直徑相差0.3-0.4mm;?100mm以下棒材,相差0.2-0.3mm。反擠壓棒材,除尾端因中空縮尾(這部分頭尾幾何廢料將被切去)引起收縮較大外,其余部分直徑偏差較小。?100mm以上棒材,前、后端直徑相差0.1-0.2mm,其尺寸偏差為正擠壓偏差的33%-50%


西北工業(yè)鋁型材加工廠25MN反向擠壓機(jī)擠壓管材,在長度方向上的外徑尺寸于表7-11.

7-11   反向擠壓鋁管材在長度方向的外徑尺寸(管材外徑名義尺寸為71mm)(mm

長度

300

13000

23200

前后差

外徑

71.60

71.32

71.34

0.26

71.50

71.44

71.38

0.12

71.56

71.38

71.40

0.16


管材內(nèi)徑的長度方向的尺寸列于表7-12


7-12  反向擠壓鋁管材在長度方向的內(nèi)徑尺寸(內(nèi)徑名義尺寸為60mm)(mm


長度

500

6500

15100

前后差

內(nèi)徑

59.45

59.45

59.40

0.05


實(shí)際產(chǎn)中,反向擠壓管、棒材的直徑精度比正向擠壓有明顯提高,與有關(guān)的資料介紹完全是吻合的。但在管材的偏心度方面情況卻與文獻(xiàn)資料存在一定的差異。關(guān)于這個(gè)問題,這里只作簡單介紹。

偏心度的計(jì)算方法為:

Y=(δmax-δmin/(δmax+δmin)×100%

式中δmax---管材的最大壁厚;

δmin---管材的最小壁厚。

就鋁管材壁厚偏心而言,反向擠壓本身并不能使其減小,相反,反向擠壓管材時(shí),模支承要在擠壓筒內(nèi)反復(fù)通過,因而要求模支承和擠壓筒之間須保持合適的間隙,這就使得模子的固定反而不如正向擠壓。決定偏差取決于設(shè)備中心(包括擠壓筒、擠壓軸、擠壓針、??字行牡龋┑膶?duì)中精度?,F(xiàn)代反向擠壓機(jī)本身具有自動(dòng)對(duì)中裝置,因此使偏差減小。其次鑄錠的偏心度、切斜度、鑄錠和擠壓筒之間的間隙大小等都會(huì)對(duì)鋁管材的壁厚偏差產(chǎn)生影響,詳細(xì)情況將在產(chǎn)品缺陷中進(jìn)行討論。

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