鋁合金反向擠壓注意的一些問題

馬步云

摘 要：鋁合金是一項重要的金屬材料，在工業生產中應用的較為廣泛，并在我國工業中發揮較為重要的作用。本文主要探討了鋁合金反向擠壓注意的一些問題，以此加強鋁合金生產工藝，保證金屬制品質量，促進工業的不斷發展。

關鍵詞：鋁合金；反向擠壓；問題

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.040

隨著我國工業技術的不斷發展，促進反向擠壓技術的不斷進步，而在我國工業生產過程中，金屬擠壓制品應用的較為廣泛，而且隨著我國人們生活水平的不斷提高，對金屬制品的要求越來越高，所以對金屬擠壓制品工藝的提升至關重要。在鋁合金反向擠壓過程中，應注意一些問題，以此不斷提升鋁合金工業材反向擠壓工業水平。

1 反向擠壓時的擠壓力

在反向擠壓過程中，對于坯料與擠壓筒，其兩者之間不會產生摩擦，同時與正壓擠壓相比，反向擠壓力要小，一般要小30%-40%范圍之內。因此在反向擠壓過程中，采用的擠壓比，要比正向擠壓更大。同時為降低擠壓速度，擠壓溫度應相對較低，通過反向擠壓，可以使得制品表面質量得到提升。在對鋁合金金棒材反向擠壓過程中，通過對擠壓狀況進行觀察，可以看出擠壓力在后期呈上升趨勢，而對于鋁合金反向擠壓正好與之相反，在后期擠壓力處于處于緩慢下降的趨勢，之后逐漸趨于穩定。

從圖1中，可以看出正向鋁合金棒材以及反向擠壓鋁合金棒材的最大擠壓力出現時機不同。對于正向擠壓鋁合金棒材，制品要從模孔流出突破擠壓階段，此時會出現最大擠壓力。從模孔中流出金屬過程中，會對筒內的坯料長度發生變化，一般會使其變短，與此同時擠壓力也會發生變化，會呈直線下降趨勢。而最大值的出現則是基本擠壓階段快要結束時。而在反向擠壓過程中，擠壓力變化趨勢正好與正向擠壓相反，在擠壓過程中，擠壓力在開始階段為恒定的，擠壓力上升主要出現在擠壓過程進行到一定階段。

反向擠壓棒材時，擠壓力上升出現在后期的原因主要有以下幾個方面：（1）在反向擠壓過程中，隨著壓出制品長度的不斷增加，主延伸變形也隨之增大，而變形量大小，與擠壓力成正比。（2）擠壓筒內坯料受到三向壓應力作用下，不斷增大了密度，同時還提高其變形抗力。（3）在反向擠壓過程中，溫度上升幅度下，一般在30℃-50℃范圍之內，同時在此過程中，還具有較強的加工硬化作用。熱加工時，加工硬化需要加工一定程度上才能凸顯出來。（4）通過對圖1的觀察，可以發現正向擠壓管材以及反向擠壓管材在開始階段，對于擠壓力的變化情況基本相似，擠壓里會隨著擠壓過程的不斷進行，逐漸趨于穩定。擠壓力下降緩慢主要受到穿孔針的摩擦作用的影響，即穿孔鎮上的摩擦力會隨著筒內坯料長度的縮短而逐漸減少，進而造成擠壓力下降。

2 反向擠壓制品的粗晶環和粗晶芯

2.1 反向擠壓制品的粗晶環

反向擠壓制品的粗晶環出現的情況，主要包括以下兩種，一種為粗晶環出現在擠壓過程中，另一種粗晶環出現在制品經過熱處理后。由于純鋁、鋁鎂系合金的再結溫度比較低，受擠壓溫度的影響，會使其進行再結晶，同時還會使晶粒變大，進而使得粗晶環出現在制品的尾部。而硬鋁、超硬鋁以及鍛鋁合金，具有較大的結晶溫度，在擠壓溫度的影響下，結晶情況不會發生。但是之后需要需要對金屬制品進行熱處理，這時才能出現結晶，同時也會使得結晶增加在擠壓過程中，鋁合金反向及壓制品不會出現粗晶環現象。但是在通過對法相擠壓棒材的熱處理，會使粗晶環現象出現，這一點與正向擠壓相同。不同的是粗晶環深度較小、晶粒較細。圖2中鋁合金為2A50，采用的棒材為φ120mm，正擠壓棒材粗晶環和反擠壓棒材粗晶環的深度分別能夠達到26mm和15mm，同時正擠壓晶粒和反擠壓晶粒分別為7.5級和3級。

2.2 反向擠壓棒材的粗晶芯

反向擠壓棒材的尾端中心部門也會出現粗晶芯，而且晶粒比較粗大，在正壓擠壓過程中，這一現象沒有存在。在反向擠壓過程中，坯料采用整體向前推進的方式，從模孔流出來的是前面的金屬，對于后面的金屬，未發生過變形，對于邊部和中心部位的金屬，會從模孔中同時流出來。在擠壓后期，對金屬中心的補充，會存在一定的困難，邊部金屬逐漸向模孔進行流動時，邊部金屬與未變形金屬會產生摩擦，使得晶粒出現嚴重的破碎，經過淬火后，會使制品產生較大的晶粒。想要將反向擠壓棒材的粗晶芯切除，可以采用增大棒材切尾長度的方式。

3 紡錘體核組織

紡錘體”的核組織主要存在于單孔模反向擠壓鋁合金棒材的中心縮尾處，同時也可以存在單孔模反向擠壓鋁合金棒材縮尾的前端，同時類似于紡錘體”的核組織是沿縱向進行分布，在正向擠壓過程中，不存在這一現象。

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紡錘體核組織的結構主要有兩部分組成，一部分為殘留的鑄造組織，該組織也是核的中心，另一部分為變形組織，邊部存在該組織。紡錘體核組織出現的原因主要是由于將要完成擠壓過程時，對于正對著模孔中心的坯料金屬，且該金屬緊靠堵頭，這一部分既沒有產生塑形變形，同時被邊部流動金屬夾持，進而使其進入到制品中心。紡錘體核組織與反向擠壓棒材的粗晶芯問題解決方式是相同的，都可以采用增大切尾長度方式。

4 總結

擠壓力變化在反向擠壓過程中呈上升趨勢，在擠壓制品的尾端，不僅會出現粗晶芯的問題，同時還出現了紡錘體核組織，這兩種現象的存在，都擠壓生產過程會產生一定的影響所以在擠壓過程中，相關工作者一定要重視鋁合金反向擠壓問題，通過增大切尾長度的方式，解決紡錘體核組織與反向擠壓棒材的粗晶芯問題，以此促進鋁合金反向擠壓過程的順利進行。筆者認為目前我國相關工作者對鋁合金反向擠壓問題研究的仍然較少，所以未來應加強對鋁合金反向擠壓過程的分析和研究，以此不斷提高金屬制品的質量，促進我國工業可持續健康發展，這對于我國社會的發展具有重要的現實意義。

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