?金屬異型材料的擠壓成型工藝是一種通過施加壓力使金屬坯料通過特定模具開口形成所需截面形狀的塑性加工方法,其核心在于利用三向壓應力狀態提升材料塑性,實現復雜斷面的高效成形。以下從工藝原理、分類、關鍵參數、技術分支及應用領域五個方面進行詳細介紹:
?

一、工藝原理
擠壓成型工藝的核心在于將金屬坯料置于擠壓筒內,通過施加壓力使其從模具開口擠出成形。在擠壓過程中,材料處于不等三向壓應力狀態,應變狀態為沿軸向伸長。這種三向壓應力狀態有利于提高材料塑性,使許多難加工的低塑性材料可以成形或開坯。同時,擠壓時材料的變形量可以很大,可做到一次擠壓成材。
二、工藝分類
擠壓成型工藝按制品流動方向可分為正擠壓與反擠壓,按溫度可分為熱擠壓、冷擠壓及溫擠壓:
正擠壓:擠壓桿前進方向與金屬流動方向相同。
反擠壓:擠壓桿前進方向與金屬流動方向相反。
熱擠壓:坯料加熱到再結晶溫度以上進行擠壓,廣泛用于生產鋁、銅等有色金屬管材、棒材、線材和型材。
冷擠壓:在回復溫度以下(通常在室溫下)進行擠壓,產品精度高、可作到少切削或無切削,強度性能高。
溫擠壓:在回復溫度以上和再結晶溫度之下進行擠壓,平衡變形抗力與制品強度。
三、關鍵參數
擠壓成型工藝中,潤滑體系與模具角度是關鍵參數,顯著影響變形質量:
潤滑體系:如石墨、玻璃潤滑劑等,用于減小摩擦,保護模具與坯料的表面。有色金屬擠壓中用得最多的是石墨潤滑劑,鋼和稀有金屬則常用玻璃潤滑劑。
模具角度:通常熱擠壓時常用模角為90°~180°。為了不使坯錠表面雜質流入成品造成缺陷,經常采用平模(模角為180°)擠壓。
四、技術分支
擠壓成型工藝涵蓋靜液擠壓(流體傳壓)和連續擠壓(長材連續生產)等技術分支:
靜液擠壓:壓力通過流體的傳遞作用于坯錠,使其流出模口成形。由于流體傳遞力的各向同性,坯錠所受到三向壓應力較一般擠壓方法更為均勻,且坯錠不與擠壓筒接觸,可避免產生摩擦,金屬流動均勻,附加應力小。
連續擠壓:通過摩擦力牽引金屬向模孔移動,實現長材的連續生產。例如Conform連續擠壓法,利用擠壓輪槽壁與坯料之間的機械摩擦作為擠壓力,使金屬從模孔流出。
五、應用領域
擠壓成型工藝在機械制造、電子電氣等領域有著廣泛應用:
機械制造:生產各種機械零件,如軸承、齒輪等。
電子電氣:制造電子連接器、觸點等高精度零件。
汽車制造:用于生產車身框架、輪轂等部件,實現輕量化與高強度結合。