有色金屬擠壓加工技術的現狀及其發展趨勢

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1 有色金屬擠壓加工技術現狀和研究進展

（1）正擠壓和反擠壓方法應用廣泛。在有色金屬擠壓加工中，正擠壓方法是要在金屬擠壓過程中，保持金屬流動方向、擠壓凸模方向的一致性，該技術應用的歷史較長。具體加工中，其工藝簡單、便捷，且生產具有很強的靈活性，在鋁及鋁合金等生產中有著廣泛應用。具體加工中，可以制作出實心件的形狀、空心件金屬產品，該技術的發展已比較成熟，相關配套擠壓設備、輔助設備功能也更加完善。

反擠壓加工技術則與之相反，在進行金屬擠壓的過程中，其流動的方向與擠壓凸模的方向是相反的，其性能比較獨特，因此在擠壓加工中成為基本的擠壓技術方式。在正擠壓加工中，橫縱兩個方向上，擠壓制品的力學性能是不同的，其生產的成本也相對較高。但反擠壓技術則很好地解決了這一問題，其擠壓加工中凸模和凹模之間的摩擦可以有效消除，因此其制成品具有內外部組織均勻的特點，其品質可得以保證。如果加工的金屬規格尺寸相同，則反擠壓加工技術應用下產量更高，產品的成材率也比正擠壓加工高出8%～36%。因此，這種技術可以很多其它技術無法加工的零部件加工，近年來其應用也拓展到了管材領域，在理論研究深入發展的過程中，其加工水平也將進一步提升。

（2）擠壓機控制和速度調節。在當前信息技術發展的過程中，可編程的控制器也應用在了擠壓機的控制系統中，即PLC控制系統。其編程則可實現屏面問答，通過觸摸屏，操作人員可以設定和修改相關參數，這樣一來其工作效率得以提高。在金屬擠壓加工的過程中，主要是通過擠壓軸，來從模具孔中將擠壓筒里的錠坯擠出。以往操作中更重視調控其速度，主要是為了實現等速擠壓。而在相關理論和技術發展中，開始認識到在擠壓中金屬溫度也會升高，接觸工具的冷卻條件也在改變，會引發金屬內部組織均勻性不足的問題，對產品品質造成不良影響。于是，在金屬擠壓加工技術發展中，開始提出保持其制品出口溫度恒定等理念。

2 有色金屬擠壓加工技術的優勢與不足

首先是擠壓加工技術的應用優勢：①與軋制相比，其三向壓應力狀態圖更加強烈，金屬可發揮的塑性較大，在軋制加工、鍛造加工等工藝中無法加工的金屬材料，可以應用金屬擠壓加工技術實現，應用該技術方法還可開坯錠坯；②可以進行更復雜的生產，比如一些斷面復雜的管材、變斷面的型材等；③生產中靈活性較好，一臺設備上可生產多規格、多品種產品，一般只需對模具進行更換即可。其次是金屬擠壓加工技術應用的不足之處，在利用該技術進行加工生產時，會產生較大的金屬的固定廢料，需要留壓余和有擠壓縮尾，加工中其速度較慢，且對工具的消耗更大。

綜上所述，在有色金屬的管材和型材等加工中，擠壓加固技術可以應用于生產品質和規格繁多的情況。其中一些管材生產斷面相對復雜，或者一些超厚壁管材中、脆性有色金屬中，其唯一可采用的壓力加工方法，就是擠壓法。

3 有色金屬擠壓加工工業發展和對裝備的新要求

（1）有色金屬擠壓產品應用領域更加廣泛。在銅、鋁和鎂等金屬擠壓加工材，其具有一定優異特性，在國防軍工、國民經濟等眾多領域有著廣泛應用。以航天航空領域為例，主要會使用鋁合金擠壓材和鎂合金擠壓材，以滿足其輕量化的需要；電力能源方面，則會大量使用鋁合金的管材和型材等，用于輸電匯流排、電纜電線和太陽能等方面；電子電器和通訊方面，會在電腦筆記本和手機等方面使用鎂合金擠壓材。

（2）對擠壓設備有了更高的要求。隨著鋁合金擠壓材和鎂合金擠壓材的消耗數量加大，對擠壓機的數量需求也在加大；其次是當前有色金屬擠壓材的品種更多了，其規格比較廣，性能和用途方面也存在一些特性，因此需要多種類型和功能的擠壓機。除了常規的正擠壓機和反擠壓機等裝備之外，還需進一步研發正反擠壓機、有效摩擦擠壓機等；再次是有色金屬擠壓材的發展，主要是向大型化、扁寬形式和復雜化發展，因此其擠壓機也更加大型化。一些有色金屬擠壓材則向小型化和精密化方向發展，因此其使用的擠壓機也要進行精密設計、控制和加工等；最后，在我國國民經濟發展的工程中，對擠壓機的自動化水平要求提高，相關CAD等技術的發展，為其自動化水平提升創造了有利條件。擠壓機等擠壓裝備的生產方面，也在逐漸實現其系列化、集成化和標準化等，以實現機前和機后的設備配套，更高效、優質進行擠壓生產。

4 有色金屬擠壓加工技術發展趨勢

（1）靜液擠壓技術發展。在當前一些難變形材料的管材擠壓加工中，會使用靜液擠壓技術，但要保證其截面比較小。使用該技術進行擠壓時，坯料所處的介質環境，要處于1000MPa～2000MPa的超高壓下，使模具可以實現連續潤滑，從而降低模具間摩擦力。同時可以減小模具角度，使擠壓的阻力得以降低，在一次擠壓完成之后，其擠壓產品就可達到高品質和高精度要求。對于異形型材、薄壁管等也可使用該擠壓方法，其產品品質較高。對該技術的研發，在特殊產品領域中需要加大重視。

（2）半固態擠壓技術。將半固態的金屬漿料倒入凹模，利用凸模對其進行擠壓，從而獲得制成品，這種技術方法即是半固態擠壓技術，是當前一種新型的金屬成型技術。這種技術的應用優勢主要是其凝固收縮性較小，且偏析也比較小，可以加工生產中更高品質的產品，其中集合了傳統工藝的諸多優勢。因此其發展得到很大重視，對其開發在有色金屬加工發展中有很大意義。

（3）擠壓設備的自動化和節能化發展。當前，隨著計算機技術的普及，以及CAD、CAM等技術的開發，可以支持建立起大型的數據庫以及專家庫等，實現有限元分析和相關實用軟件的開發。在機前機后設備和擠壓機等裝備上，將這些技術合理應用，可以有效提升其自動化水平。我國當前在有色金屬擠壓加工方面，加大了對節能環保型裝配的研發，比如具有梯度加熱功能的鑄棒加熱裝置等，進一步實現有色金屬環保生產加工。

5 結語

當前我國國民經濟在不斷發展，有色金屬加工業也獲得了長足發展，擠壓加工中一些新型技術和裝配得以應用，不僅保證了加工效率，且其自動化程度和環保性能也在提升，在金屬制品方面品質也得以保證，對于我國國民生產加工發展有著積極意義。