液體空氣靜液擠壓

靜液擠壓時的金屬流動均勻,特別適合於各種包復材料的擠壓成形,如鈦包銅電極、多芯低溫超導線材的成形。 熱靜液擠壓同時具有熱等靜壓和擠壓成形兩種功能,尤其適合於粉體材料的直接擠壓成形。 例如,冷靜液擠壓的銅包鋁複合材料,在高溫下金屬間化合物的包復材料的成形。

液體空氣靜液擠壓靜液擠壓法的一種技術套用。利用高壓粘性介質給坯料外力而實現擠壓的方法,稱為靜液擠壓法。

靜液擠壓所使用的高壓介質,一般有粘性液體和粘塑性體。前者如蓖麻油、礦物油等,主要用於冷靜液擠壓和500~600℃以下的溫、熱靜液擠壓;後者如耐熱脂、玻璃、玻璃-石墨混合物等,主要用於較高熔點金屬的熱靜液擠壓(坯料加熱溫度在700℃以上的擠壓)。

與普通擠壓法一樣,根據需要,靜液擠壓可在不同的溫度下進行。一般將金屬和高壓介質均處於室溫時的擠壓過程,稱為冷靜液擠壓;在室溫以上變形金屬的再結晶溫度以下的擠壓過程,稱為溫靜液擠壓;而在再結晶溫度以上的擠壓過程,稱為熱靜液擠壓。

特點

靜液擠壓時的金屬流動均勻,特別適合於各種包復材料的擠壓成形,如鈦包銅電極、多芯低溫超導線材的成形。

靜液擠壓時坯料處於高壓介質中,有利於提高坯料的變形能力,因而靜液擠壓適於難加工材料的成形、精密型材成形。

靜液擠壓的材料主要有鋁合金、銅合金、鋼鐵等金屬材料,以及各種複合材料、粉體材料等。

用於靜液擠壓的坯料準備比普通擠壓時的要求高。為了在擠壓初期順利地在擠壓筒內建立起工作壓力,一般需要將坯料的頭部車削成與所用擠壓模模腔相一致的形狀。為了提高擠壓製品的質量,防止污染高壓介質,需要對坯料進行車皮處理。坯料表面的車削狀態對擠壓製品的表面質量影響較大。當擠壓比較小時,要求表面粗糙度在幾個微米的範圍內;當擠壓比較大時,要求表面粗糙度在十幾個微米以下。對於用於管材擠壓的坯料,還要進行鏜孔。

套用

1)異型材擠壓

由於靜液擠壓時可以獲得良好的潤滑條件和均勻塗層流動狀態,因而特別適合於內表面或外表面帶有細小複雜筋條,且形狀與尺寸精度和表面質量要求高的各種異型管材與棒材的成形。靜液擠壓可以在較低溫度下實現大變形程度的高速擠壓,所以對於一些高強度鋁合金,由於高溫脆性的緣故,在普通擠壓機上,只能採取很低的速度進行擠壓;而靜液擠壓可以將擠壓溫度降低至200~300℃,這樣既可以避免高溫脆性又可以大幅度提高擠壓速度。採用靜液擠壓法,銅及銅合金小尺寸管材可用高達數百的擠壓比實現一次擠壓成形,大大簡化了生產工藝。同時,由於擠壓溫度較低,可獲得細小再結晶組織的製品。

2)難加工材料擠壓

鈦合金型材,特別是薄壁型材,採用普通擠壓方法成形十分困難。採用靜液擠壓法擠壓鈦合金時,擠壓溫度可大大降低,且擠壓製品具有尺寸精度高,表面質量好,性能均勻等特點,同時,還可以提高擠壓製品的力學性能。

3)高溫合金擠壓

利用靜液擠壓強烈的三向壓應力作用,可以改善金屬的變形能力,進行鎳基合金、金屬間化合物等高溫合金零部件的直接成形。

4)難熔金屬材料擠壓

大多數難熔金屬因其變形抗力大、塑性差,採用常規擠壓法擠壓難熔金屬難度大。在900~1500℃高溫下,難熔金屬不能在空氣介質中成形,因為金屬易與氣體發生作用,使性能顯著劣化。採用靜液擠壓法,以玻璃-石墨混合物為高壓介質,使部分難熔金屬擠壓成為可能。

5)粉體材料擠壓

熱靜液擠壓同時具有熱等靜壓和擠壓成形兩種功能,尤其適合於粉體材料的直接擠壓成形。

例如,在鋼質包套中以70%的相對密度填充高速鋼粉末,然後進行熱靜液擠壓,可以獲得與鑄造坯料經鍛造後材料力學性能的製品。採用熱等靜壓工藝處理,然後在400~500℃溫度下進行靜液擠壓,可以獲得緻密無缺陷的SiC纖維強化鋁基複合材料。

6)包復材料擠壓

利用金屬流動均勻和具有高靜水壓力作用等特點,靜液擠壓非常適合於各種包復材料(或稱層狀複合材料)的成形。例如,冷靜液擠壓的銅包鋁複合材料,在高溫下金屬間化合物的包復材料的成形。由於高溫和高壓作用,容易獲得具有完全冶金接合的界面接合質量。

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