連續擠壓銅合金桿材常見問題淺析

吳斌　杜春雷　孫偉龍

【摘 要】 本文主要針對擠壓銅合金桿出現的滾桿、擠不滿、冷隔及表面氣泡和穿透性氣孔等常見缺陷進行了分析，并指出了相應的防治措施。

【關鍵詞】 連續擠壓 缺陷 分析 措施

1 連續擠壓技術及其應用

擠壓是有色金屬、鋼鐵材料生產與零件生產、零件成型加工的主要生產方法之一，也是各種復合材料、粉末材料等先進材料制備與加工的重要方法。連續擠壓技術是擠壓成型技術的一項新的技術，連續擠壓法是由英國原子能管理局斯普林菲爾德實驗室的格林在1971年提出的，稱之為CONFORM連續擠壓法，其原理圖如下圖1所示。其巧妙的利用坯料與擠壓輪溝槽及壓實輪之間的摩擦力作為驅動力實現連續擠壓，只要擠壓型腔的入口端能連續的喂入坯料，便可實現連續擠壓出無限長制品的目的。而且其生產工藝流程簡單，大大節約了生產成本。工藝流程如圖2所示。隨著近幾年我國鐵路行業的高速發展，對接觸線和承力索的機械性能和電氣性能的要求也大大提高，傳統的生產工藝已達不到其要求。為生產出性能更好，同時又為了達到新鐵標的技術要求，擠壓成為關鍵和不可缺少的工序。本文重點研究在擠壓銅合金桿材時出現的各種缺陷及其解決措施。

2 常見缺陷及解決措施

2.1 滾桿

滾桿是在擠壓桿材過程中比較常見的一種現象，這是由于摩擦力不夠或桿材溫度沒有達到指定的擠度溫度所造成的。當輪槽與桿材的摩擦力不夠時，導致桿材的打滑，桿材不能連續的喂入，容易造成擠壓溫度不夠而是桿材不能連續的擠壓，導致桿材堆積在壓實輪和靴座的間隙處，使擠壓過程不能連續的進行。摩擦力不足主要是由桿材表面質量，擠壓輪槽尺寸，壓實輪下壓距離及擠壓輪槽的掉底所產生。在確保擠壓輪槽，壓實輪的下壓距離及輪槽未掉底的情況下，桿材的表面質量是重要因素。桿材表面氧化嚴重時，機械清刷不干凈容易導致上述現象的發生。因此，在生產過程前應確保桿材表面質量，防止其氧化。擠壓溫度不夠是由于模腔的預熱溫度不夠或擠壓模腔中阻力環的尺寸不合格。因此，在擠壓前，模腔要嚴格按照工藝設定的墊片尺寸和預熱溫度進行加熱，使其確保達到指定的擠壓溫度而避免上述現象的發生。

2.2 擠不滿

擠不滿現象也是擠壓銅合金桿材時比較常見的現象之一，如下圖3所示。由圖可以看出，在擠壓模腔的擴展區出現擠不滿，導致成品表面有較嚴重的凹坑，這種現象對以后的冷軋和拉拔工序會產生較大影響，容易導致接觸線成品表面出現裂紋、毛刺及起皮現象，嚴重影響接觸線的性能。出現上述現象的主要原因是模腔的設計不合理，導致金屬流動性不好；因此，合理的確定擠壓模腔的尺寸（包括模腔進口尺寸和深度、擴展腔的進出口直徑和深度）尤為重要，這需要反復的試驗和改進來確定適合自身的擠壓參數。

2.3 冷隔

冷隔是在擠壓過程中經常出現的現象，如圖4所示，斷口形狀為中間凸起，周圍呈層狀，這種工藝缺陷對接觸線的性能影響非常大，在冷軋拉拔過程中容易發生斷桿，如果未及時發現而應用于鐵路接觸網，將會造成潛在的危害。導致這種缺陷的主要原因是金屬流動不均勻；連續擠壓過程中初可采用常規擠壓的一些減少金屬流動不均勻的措施外，還有一些更為簡單、靈活和有效的辦法，就是加墊片。根據擠壓制品的形狀和金屬流動特點，通過不同形狀的墊片來調整金屬的流動速度；墊片的形狀各式各樣，不能一概而論，但其基本結構應能促使塑變的金屬向焊縫處流動，并能使金屬匯合處流速加快。

2.4 表面氣泡、穿透性氣孔

在擠壓銅合金桿時，如果桿料表面有油污、水分或其他贓物時，擠出的桿料表面會出現氣泡，嚴重者將會出現穿透性氣孔，其對成品性能影響較大；此外，擠壓輪或壓實輪上有水分或油污、冷卻水濺到桿料或擠壓輪上、上引連鑄桿料組織疏松和含氣都會導致上述現象的發生。為杜絕這類現象的出現，在桿料喂入前進行機械清洗不可缺少，同時，在擠壓過程中應合理保持冷卻水流量及生產過程的控制，以及在上引連鑄過程中防止裂紋及鑄造疏松的形成。總之，影響擠壓銅桿質量的因素很多，而且相互關聯。僅僅做好以上列舉的還遠遠不夠，要提高擠壓銅桿的質量就必須嚴格把住每一道關，嚴格按工藝要求精心操作，防患于未然。

參考文獻

[1]鐘毅，著.連續擠壓技術及其應用.北京：冶金工業出版社，2004.

[2]魏軍偉，黃坤，高大偉，李永旺，李英輝，等.銅合金擠壓材常見缺陷分析與預防措施[J].有色金屬加工，2006，35（3）：40-45.endprint

【摘 要】 本文主要針對擠壓銅合金桿出現的滾桿、擠不滿、冷隔及表面氣泡和穿透性氣孔等常見缺陷進行了分析，并指出了相應的防治措施。

【關鍵詞】 連續擠壓 缺陷 分析 措施

1 連續擠壓技術及其應用

擠壓是有色金屬、鋼鐵材料生產與零件生產、零件成型加工的主要生產方法之一，也是各種復合材料、粉末材料等先進材料制備與加工的重要方法。連續擠壓技術是擠壓成型技術的一項新的技術，連續擠壓法是由英國原子能管理局斯普林菲爾德實驗室的格林在1971年提出的，稱之為CONFORM連續擠壓法，其原理圖如下圖1所示。其巧妙的利用坯料與擠壓輪溝槽及壓實輪之間的摩擦力作為驅動力實現連續擠壓，只要擠壓型腔的入口端能連續的喂入坯料，便可實現連續擠壓出無限長制品的目的。而且其生產工藝流程簡單，大大節約了生產成本。工藝流程如圖2所示。隨著近幾年我國鐵路行業的高速發展，對接觸線和承力索的機械性能和電氣性能的要求也大大提高，傳統的生產工藝已達不到其要求。為生產出性能更好，同時又為了達到新鐵標的技術要求，擠壓成為關鍵和不可缺少的工序。本文重點研究在擠壓銅合金桿材時出現的各種缺陷及其解決措施。

2 常見缺陷及解決措施

2.1 滾桿

滾桿是在擠壓桿材過程中比較常見的一種現象，這是由于摩擦力不夠或桿材溫度沒有達到指定的擠度溫度所造成的。當輪槽與桿材的摩擦力不夠時，導致桿材的打滑，桿材不能連續的喂入，容易造成擠壓溫度不夠而是桿材不能連續的擠壓，導致桿材堆積在壓實輪和靴座的間隙處，使擠壓過程不能連續的進行。摩擦力不足主要是由桿材表面質量，擠壓輪槽尺寸，壓實輪下壓距離及擠壓輪槽的掉底所產生。在確保擠壓輪槽，壓實輪的下壓距離及輪槽未掉底的情況下，桿材的表面質量是重要因素。桿材表面氧化嚴重時，機械清刷不干凈容易導致上述現象的發生。因此，在生產過程前應確保桿材表面質量，防止其氧化。擠壓溫度不夠是由于模腔的預熱溫度不夠或擠壓模腔中阻力環的尺寸不合格。因此，在擠壓前，模腔要嚴格按照工藝設定的墊片尺寸和預熱溫度進行加熱，使其確保達到指定的擠壓溫度而避免上述現象的發生。

2.2 擠不滿

擠不滿現象也是擠壓銅合金桿材時比較常見的現象之一，如下圖3所示。由圖可以看出，在擠壓模腔的擴展區出現擠不滿，導致成品表面有較嚴重的凹坑，這種現象對以后的冷軋和拉拔工序會產生較大影響，容易導致接觸線成品表面出現裂紋、毛刺及起皮現象，嚴重影響接觸線的性能。出現上述現象的主要原因是模腔的設計不合理，導致金屬流動性不好；因此，合理的確定擠壓模腔的尺寸（包括模腔進口尺寸和深度、擴展腔的進出口直徑和深度）尤為重要，這需要反復的試驗和改進來確定適合自身的擠壓參數。

2.3 冷隔

冷隔是在擠壓過程中經常出現的現象，如圖4所示，斷口形狀為中間凸起，周圍呈層狀，這種工藝缺陷對接觸線的性能影響非常大，在冷軋拉拔過程中容易發生斷桿，如果未及時發現而應用于鐵路接觸網，將會造成潛在的危害。導致這種缺陷的主要原因是金屬流動不均勻；連續擠壓過程中初可采用常規擠壓的一些減少金屬流動不均勻的措施外，還有一些更為簡單、靈活和有效的辦法，就是加墊片。根據擠壓制品的形狀和金屬流動特點，通過不同形狀的墊片來調整金屬的流動速度；墊片的形狀各式各樣，不能一概而論，但其基本結構應能促使塑變的金屬向焊縫處流動，并能使金屬匯合處流速加快。

2.4 表面氣泡、穿透性氣孔

在擠壓銅合金桿時，如果桿料表面有油污、水分或其他贓物時，擠出的桿料表面會出現氣泡，嚴重者將會出現穿透性氣孔，其對成品性能影響較大；此外，擠壓輪或壓實輪上有水分或油污、冷卻水濺到桿料或擠壓輪上、上引連鑄桿料組織疏松和含氣都會導致上述現象的發生。為杜絕這類現象的出現，在桿料喂入前進行機械清洗不可缺少，同時，在擠壓過程中應合理保持冷卻水流量及生產過程的控制，以及在上引連鑄過程中防止裂紋及鑄造疏松的形成?？傊?，影響擠壓銅桿質量的因素很多，而且相互關聯。僅僅做好以上列舉的還遠遠不夠，要提高擠壓銅桿的質量就必須嚴格把住每一道關，嚴格按工藝要求精心操作，防患于未然。

參考文獻

[1]鐘毅，著.連續擠壓技術及其應用.北京：冶金工業出版社，2004.

[2]魏軍偉，黃坤，高大偉，李永旺，李英輝，等.銅合金擠壓材常見缺陷分析與預防措施[J].有色金屬加工，2006，35（3）：40-45.endprint

【摘 要】 本文主要針對擠壓銅合金桿出現的滾桿、擠不滿、冷隔及表面氣泡和穿透性氣孔等常見缺陷進行了分析，并指出了相應的防治措施。

【關鍵詞】 連續擠壓 缺陷 分析 措施

1 連續擠壓技術及其應用

擠壓是有色金屬、鋼鐵材料生產與零件生產、零件成型加工的主要生產方法之一，也是各種復合材料、粉末材料等先進材料制備與加工的重要方法。連續擠壓技術是擠壓成型技術的一項新的技術，連續擠壓法是由英國原子能管理局斯普林菲爾德實驗室的格林在1971年提出的，稱之為CONFORM連續擠壓法，其原理圖如下圖1所示。其巧妙的利用坯料與擠壓輪溝槽及壓實輪之間的摩擦力作為驅動力實現連續擠壓，只要擠壓型腔的入口端能連續的喂入坯料，便可實現連續擠壓出無限長制品的目的。而且其生產工藝流程簡單，大大節約了生產成本。工藝流程如圖2所示。隨著近幾年我國鐵路行業的高速發展，對接觸線和承力索的機械性能和電氣性能的要求也大大提高，傳統的生產工藝已達不到其要求。為生產出性能更好，同時又為了達到新鐵標的技術要求，擠壓成為關鍵和不可缺少的工序。本文重點研究在擠壓銅合金桿材時出現的各種缺陷及其解決措施。

2 常見缺陷及解決措施

2.1 滾桿

滾桿是在擠壓桿材過程中比較常見的一種現象，這是由于摩擦力不夠或桿材溫度沒有達到指定的擠度溫度所造成的。當輪槽與桿材的摩擦力不夠時，導致桿材的打滑，桿材不能連續的喂入，容易造成擠壓溫度不夠而是桿材不能連續的擠壓，導致桿材堆積在壓實輪和靴座的間隙處，使擠壓過程不能連續的進行。摩擦力不足主要是由桿材表面質量，擠壓輪槽尺寸，壓實輪下壓距離及擠壓輪槽的掉底所產生。在確保擠壓輪槽，壓實輪的下壓距離及輪槽未掉底的情況下，桿材的表面質量是重要因素。桿材表面氧化嚴重時，機械清刷不干凈容易導致上述現象的發生。因此，在生產過程前應確保桿材表面質量，防止其氧化。擠壓溫度不夠是由于模腔的預熱溫度不夠或擠壓模腔中阻力環的尺寸不合格。因此，在擠壓前，模腔要嚴格按照工藝設定的墊片尺寸和預熱溫度進行加熱，使其確保達到指定的擠壓溫度而避免上述現象的發生。

2.2 擠不滿

擠不滿現象也是擠壓銅合金桿材時比較常見的現象之一，如下圖3所示。由圖可以看出，在擠壓模腔的擴展區出現擠不滿，導致成品表面有較嚴重的凹坑，這種現象對以后的冷軋和拉拔工序會產生較大影響，容易導致接觸線成品表面出現裂紋、毛刺及起皮現象，嚴重影響接觸線的性能。出現上述現象的主要原因是模腔的設計不合理，導致金屬流動性不好；因此，合理的確定擠壓模腔的尺寸（包括模腔進口尺寸和深度、擴展腔的進出口直徑和深度）尤為重要，這需要反復的試驗和改進來確定適合自身的擠壓參數。

2.3 冷隔

冷隔是在擠壓過程中經常出現的現象，如圖4所示，斷口形狀為中間凸起，周圍呈層狀，這種工藝缺陷對接觸線的性能影響非常大，在冷軋拉拔過程中容易發生斷桿，如果未及時發現而應用于鐵路接觸網，將會造成潛在的危害。導致這種缺陷的主要原因是金屬流動不均勻；連續擠壓過程中初可采用常規擠壓的一些減少金屬流動不均勻的措施外，還有一些更為簡單、靈活和有效的辦法，就是加墊片。根據擠壓制品的形狀和金屬流動特點，通過不同形狀的墊片來調整金屬的流動速度；墊片的形狀各式各樣，不能一概而論，但其基本結構應能促使塑變的金屬向焊縫處流動，并能使金屬匯合處流速加快。

2.4 表面氣泡、穿透性氣孔

在擠壓銅合金桿時，如果桿料表面有油污、水分或其他贓物時，擠出的桿料表面會出現氣泡，嚴重者將會出現穿透性氣孔，其對成品性能影響較大；此外，擠壓輪或壓實輪上有水分或油污、冷卻水濺到桿料或擠壓輪上、上引連鑄桿料組織疏松和含氣都會導致上述現象的發生。為杜絕這類現象的出現，在桿料喂入前進行機械清洗不可缺少，同時，在擠壓過程中應合理保持冷卻水流量及生產過程的控制，以及在上引連鑄過程中防止裂紋及鑄造疏松的形成。總之，影響擠壓銅桿質量的因素很多，而且相互關聯。僅僅做好以上列舉的還遠遠不夠，要提高擠壓銅桿的質量就必須嚴格把住每一道關，嚴格按工藝要求精心操作，防患于未然。

參考文獻

[1]鐘毅，著.連續擠壓技術及其應用.北京：冶金工業出版社，2004.

[2]魏軍偉，黃坤，高大偉，李永旺，李英輝，等.銅合金擠壓材常見缺陷分析與預防措施[J].有色金屬加工，2006，35（3）：40-45.endprint