連續(xù)擠壓技術(shù)在銅加工中的應用探討

阮紅生

（銅陵有色設計研究院，安徽 銅陵 244000）

連續(xù)擠壓技術(shù)將傳統(tǒng)材料形變加工技術(shù)進行優(yōu)化，將由摩擦而產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成對于原材料的輸送動力。連續(xù)擠壓技術(shù)作為一種新型高效率加工技術(shù)，相比傳統(tǒng)技術(shù)存在技術(shù)流程較簡單，原子間隙小，可進行大規(guī)模制品生產(chǎn)等優(yōu)勢，在國內(nèi)的銅質(zhì)線棒型材加工中具有廣泛應用。連續(xù)擠壓技術(shù)存在以下優(yōu)點：多方向壓力可提升銅制品的可塑性，可生產(chǎn)出具有復雜結(jié)構(gòu)或?qū)χ破繁诿嬉筝^高的銅質(zhì)零件，可滿足無污染無廢棄銅屑的加工要求，連續(xù)擠壓可實現(xiàn)零件內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)排布均勻緊密連接，提高制品的力學性能，且可滿足高效率低成本的自動化生產(chǎn)方式。

1 連續(xù)擠壓技術(shù)在銅加工中的應用

1.1 連續(xù)擠壓技術(shù)在銅加工中的工藝流程

圖1 連續(xù)擠壓技術(shù)工藝流程圖

連續(xù)擠壓加工技術(shù)是利用擠壓滾動輪與材料之間的摩擦，所產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成材料輸送動力作為基本工作原理[1]。其工藝流程圖如圖1所示。相比傳統(tǒng)成型技術(shù)，連續(xù)擠壓可實現(xiàn)光滑截面切口，這一特點在銅材加工中優(yōu)勢明顯，是優(yōu)選加工方法。

如工藝流程圖所示，擠壓前的準備工作繁雜且重要，將銅材原材料粗加工成標準狀態(tài)，清洗干燥后保證銅材料的清潔度。

將整形過的規(guī)則的矩形端面銅材模具固定于擠壓筒內(nèi)，兩端同時均勻、緩慢施加相同作用力，上下同時實施相反的作用力，實現(xiàn)正向力與反向力之間的平衡，以避免銅材料出現(xiàn)斷裂，連續(xù)擠壓使銅材料內(nèi)部原子運動更加活躍，成型更加均勻。

1.2 擠壓模具的不等長定徑帶和偏心結(jié)構(gòu)改進

在對銅材連續(xù)擠壓過程中，通常采取平面模型結(jié)構(gòu)進行前期設計，此時需綜合考慮銅制品截面的面積，銅材料制品的周長和銅材料在擠壓模具上走料方向及位置的影響。通常情況下，擠壓模具的固定直徑長度在3mm～6mm內(nèi)，由于銅材料材質(zhì)特性耐腐蝕程度較差、材料質(zhì)地較軟，要保證其在連續(xù)擠壓加工中穩(wěn)定成型，可將銅材的端面中心點與擠壓型腔的中心軸做一定量的偏離位移[2]。

1.3 增加延展槽區(qū)域改進

銅材料在實現(xiàn)連續(xù)擠壓技術(shù)時，使用上述中心點位置偏移或不確定長度定模的方式，在銅制品加工中仍存在一定的范圍限制，在其基礎上可對銅材料制品的模具型腔上擴增一個延展槽，也稱預留型區(qū)域。

在進行不同規(guī)格模式的銅材料連續(xù)擠壓過程中，這個延展槽的寬度和內(nèi)部體積是隨著施加壓力的大小而發(fā)生隨動的。

1.4 設立阻流環(huán)改進

在銅材料前端放置防止金屬原子流動的環(huán)狀模具，可實現(xiàn)銅材料的均勻延展，通過連續(xù)擠壓在銅截面形成的不規(guī)則形狀，阻流環(huán)可實現(xiàn)降低中間部位銅原子的活躍程度，以促使原子向兩側(cè)較難發(fā)生形變的位置移動。

1.5 前期預熱工作改進

在加工準備階段，可封閉延展槽兩端口，對連續(xù)擠壓模具整體進行高溫預熱，保持延展槽內(nèi)部與兩端的溫度一致。溫度提升，銅原子的活躍性提升，可有效減小連續(xù)擠壓過程中產(chǎn)生的不規(guī)則斷層，保證加工質(zhì)量。

2 連續(xù)擠壓技術(shù)在銅加工中的應用效果

為驗證連續(xù)擠壓的銅加工效果，使用聯(lián)合拉拔機對銅材料進行加工，設備運行系統(tǒng)為SCHUMAG，設備型號為KZ-RP-0B(20-120)，恒定扭矩的主電機為180 kW D.C.。結(jié)合銅材料的材料特性，設定拉拔設備速度為300m/min，對銅材可產(chǎn)生的最大拉拔力為25kN。首先對銅材料處理前的特性進行分析，將對應的工藝參數(shù)進行記錄，如下表1所示。

表1 處理前的材料特性

如上述表1所示，為從處理前銅材料的特征屬性，為驗證連續(xù)擠壓技術(shù)在銅加工中的應用效果，使用連續(xù)擠壓技術(shù)對相應材料進行處理，處理后材料特性如下表2所示。

表2 連續(xù)擠壓技術(shù)處理后終期材料特性

如上述表2所示，為經(jīng)過daniely拉拔設備進行連續(xù)擠壓技術(shù)處理后的材料特性，經(jīng)過分析后可發(fā)現(xiàn)，利用連續(xù)擠壓技術(shù)加工的銅線，內(nèi)部直徑均勻壓縮，且具有切割后公差小的優(yōu)勢，對棒材制度的影響均不超過1mm，銅材成型質(zhì)量更高。

3 結(jié)語

文章對連續(xù)擠壓技術(shù)在銅加工中的應用開展探討，通過對加工工藝的革新改進，增強了銅加工的工作效率與產(chǎn)品質(zhì)量。伴隨技術(shù)的不斷創(chuàng)新，連續(xù)擠壓技術(shù)將進一步完善，為未來金屬制造業(yè)提供發(fā)展方向支持。