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鋁型材擠壓力的主要影響因素分析

2019-09-29

 影響擠壓力的因素有很多,主要有:金屬的變形抗力、變形程度、外摩擦狀態、模子形狀尺寸、擠壓模角、擠壓速度、錠坯長度、制品斷面形狀以及擠壓方法等。


1、金屬變形程度對擠壓力的影響

  采用不同擠壓比、擠壓不同金屬及合金時的擠壓力變化規律如圖3-1所示:

  擠壓加工中影響擠壓力的因素有哪些呢?從圖3-1可以看出,擠壓力與變形程度成正比關系,擠壓力隨著變形程度的增大而升高。幾種銅合金的加工率與擠壓力的關系如圖3-2所示。

  擠壓加工中影響擠壓力的因素有哪些呢?從圖3-2可以看出,擠壓力隨著加工率的增加而增加。


2、擠莊工具對擠壓力的影響

  金屬在擠壓工具(擠壓筒、擠壓模)接觸面上的摩擦作用,所產生的摩擦阻力是擠壓力的組成部分。不同擠壓工具表面狀態對擠壓力的影響規律如圖3-3所示。

  隨著外摩擦阻力的增加,金屬流動不均勻程度增加,因而所需的擠壓力增加。由圖3-3可以看出,金屬與擠壓筒內襯、擠壓模具表面之間的摩擦阻力增加,擠壓力增加。

  隨著外摩擦力的增加,金屬流動不均勻程度增加,因而所需的鋁擠壓力增加,同時,由于金屬和擠壓筒、擠壓模、擠壓墊片之間的摩擦阻力增加,而大大增加鋁型材加工的擠壓力;一般來說,正向熱擠壓鋁型材時,因坯料與擠壓筒之間的摩擦阻力而比反向熱擠壓加工的擠壓力高25%—35%。


3、擠壓模角對擠壓力的影響

  模角對擠壓力的影響,主要表現在變形區及變形區錐表面,模角對擠壓力有著明顯的影響。擠壓應力與模角的關系如圖3-4所示。

  隨著模角逐漸增大,擠壓力逐漸降低,模角繼續增大時,擠壓力呈升高趨勢。另外,由圖3-5也可以看出擠壓力分量與模角之間的關系。

  擠壓加工中影響擠壓力的因素有哪些呢?由圖3-5所示,在一定的變形條件下,隨著模角的增大,變形區內所需的擠壓力分量尺M增加,這是由于金屬流入和流出??讜r的附加彎曲變形增加之故。但用于克服模子錐面上摩擦阻力的分量TM,由于摩擦面積的減小而下降。以上兩個方面因素綜合作用的結果,使尺Tm在某一模角下為小,從而總的擠壓力也為小。

  模角對擠壓力的影響,主要表現在變形區及變形區錐表面,而克服金屬與筒壁間的摩擦力及定徑帶上的摩擦力所需的擠壓力與模角無關。

  采用合適的模面形狀能大大改善金屬流動的均勻性,降低擠壓力。


4、擠壓溫度對擠壓力的影響

  擠壓溫度對擠壓力的影響,是通過變形抗力的大小反映出來的。圖3-6為不同溫度下幾種銅合金擠壓時變形抗力對擠壓力的影響規律。一般來講,隨著變形溫度的升高,錠坯的變形抗力下降,所需的擠壓力也下降。實際上,大多數金屬與合金的變形抗力隨溫度升高而下降的關系,不能保持上述的嚴格線性關系,所以擠壓力與溫度的關系也一般為非線性關系。


5、擠壓速度對擠壓力的影響

  擠壓速度對擠壓力大小變化的影響,也是通過變形抗力的'變化起作用的。圖3J為擠壓黃銅棒時,擠壓速度對擠壓力的影響。

 ?。?)擠壓前階段,擠壓速度越高,擠壓力越大。

 ?。?)隨擠壓繼續進行,錠坯冷卻較慢,變形區溫度可能提髙,擠壓力逐漸下降。實際生產中,如果采用較低的擠壓速度,由于擠壓筒內金屬的冷卻,變形抗力增高,此時擠壓力可能一直上升。

 ?。?)擠壓后階段,擠壓速度慢時,錠坯溫度降低,變形抗力升高,擠壓力反而升高。


6、擠壓錠坯長度對擠壓力的影響

  正向擠壓時,通過擠壓筒內錠坯與筒壁之間的摩擦阻力產生作用,所以錠坯長度對擠壓力的大小有影響。擠壓力與錠坯長度的影響關系如圖3-8所示。

  正向擠壓時,錠坯與擠壓筒壁之間存在著較大的摩擦作用。由圖3-8可以看出,擠壓力隨著錠坯長度增長而增大。實際生產中,由于不同的擠壓條件下錠坯與擠壓筒壁之間的摩擦狀態不同,因而錠坯長度對擠壓力的影響規律也不同。

  擠壓加工中影響擠壓力的因素有哪些呢?一般反向擠壓時,金屬錠坯與擠壓筒內襯之間無相對滑動,擠壓力與錠坯長度無關。


7、擠壓方法對擠壓力的影響

  不同的擠壓方法所需要的擠壓力不同。正、反兩種擠壓方法擠M時的擠壓力曲線如圖3-9所示。

  反向擠壓比同等條件下正向擠壓所需擠壓力低20%?30%以上,另外,靜液擠壓、連續擠壓比正向擠壓所需的擠壓力要低得多。


8、擠壓制品斷面形狀對擠壓力的影響

  擠壓制品斷面形狀只是在比較復雜的情況下,才對擠壓力有明顯的影響。制品斷面的復雜程度系數gl、g2可按下式計算:

  擠壓加工中影響擠壓力的因素有哪些呢?在擠壓變形條件下,制品斷面形狀越復雜,所需的擠壓力越大,當斷面復雜程度系數大于1.5時,擠壓制品斷面形狀對擠壓力影響更明顯。

  在鋁擠壓加工中,擠壓變形條件一定的情況下,鋁型材斷面形狀越復雜,所需的擠壓力越大。


9、定徑帶長度的影響

  隨著定徑帶長度的增加,克服定徑帶摩擦阻力所需的擠壓力增加,消耗在定徑帶上的擠壓力分量為總鋁型材擠壓力的5%—10%。


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