連續(xù)擠壓

主要應(yīng)用于制造有線電視同軸電纜(CATV)外導(dǎo)體、光纖復(fù)合架空地線(OPGW)的護(hù)套和骨架、鋁包鋼絲等。連續(xù)包覆使用兩根坯料，模腔位于擠壓輪上部，電纜芯線沿切向供給，鋁桿坯料進(jìn)入腔體被擠壓成鋁管后圍繞芯線形成包套或包覆產(chǎn)品。

同傳統(tǒng)的相比，連續(xù)擠壓具有一系列優(yōu)點：

（1）采用連鑄連軋的盤條作為原材料，供應(yīng)方便，沒有擠壓壓余，材料利用率高，一般可達(dá)95%，組織性能均勻性好。

（2）連續(xù)擠壓利用摩擦所產(chǎn)生的熱量升溫，無需加熱，從而節(jié)省了能源。

（3）工序少，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品成品率高。以管材加工為例，此加工工藝比一般管材加工方法省略15道以上工序，且成品率可達(dá)90%以上，而一般方法生產(chǎn)同類管材成品率只有50% 左右。因此連續(xù)擠壓加工工藝可縮短工藝流程和生產(chǎn)周期，從而降低了成本，提高產(chǎn)品的競爭能力。

（4）坯料既可用線材也可用顆粒狀原料，甚至可以直接用液體原料。也能利用廢屑不經(jīng)重熔而直接再生成材。

（5）可實現(xiàn)產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)，無間隔時間。

（6）可生產(chǎn)超長制品 傳統(tǒng)加工方法一般不超過30-50m，而利用連續(xù)擠壓法長度一般可在數(shù)千米直到數(shù)萬米之間，呈卷狀交貨，運輸方便。

（7）既適合大批量生產(chǎn)，也適于小批量多品種生產(chǎn)。

（8）產(chǎn)品性能好，尺寸精度高，光潔度好。

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連續(xù)擠壓技術(shù)

一、連續(xù)擠壓技術(shù)的原理及應(yīng)用

擠壓是有色金屬、鋼鐵材料生產(chǎn)與零件生產(chǎn)、零件成型加工的主要生產(chǎn)方法之一，也是各種復(fù)合材料、粉末材料等先進(jìn)材料制備與加工的重要方法。有色金屬擠壓制品在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。連續(xù)擠壓技術(shù)是擠壓成型技術(shù)的一項較新的技術(shù)，以連續(xù)擠壓技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的連續(xù)擠壓復(fù)合、連續(xù)鑄擠技術(shù)為有色金屬管、棒、型、線及其復(fù)合材料的生產(chǎn)提供了新的技術(shù)手段和發(fā)展空間。

1.連續(xù)擠壓技術(shù)的原理

傳統(tǒng)的擠壓方法主要有正向擠壓、反向擠壓、靜液擠壓等。以正擠壓為例，正向擠壓時，擠壓桿運動方向與擠壓產(chǎn)品的出料方向一致，坯料與擠壓筒之間產(chǎn)生相對滑動，存在很大的摩擦，這種摩擦阻力使金屬流動不均勻，從而給擠壓制品的質(zhì)量帶來了不利影響，導(dǎo)致擠壓制品組織性能不均勻，擠壓能耗增加，由于強烈的摩擦發(fā)熱作用，限制了擠壓速度且加快了模具的磨損。反向擠壓和靜液擠壓等方法雖然從不同的角度對正向擠壓進(jìn)行了改進(jìn)，但是這些傳統(tǒng)的擠壓方法都存在一個共同的缺點，即生產(chǎn)的不連續(xù)性，制品長度受到限制，前后坯料的擠壓之間需要進(jìn)行分離壓余、填充坯料等一系列輔助操作，影響了擠壓生產(chǎn)的效率。

為了解決傳統(tǒng)擠壓中的問題，20世紀(jì)70年代人們開始致力于擠壓生產(chǎn)的連續(xù)性研究。1971年，英國原子能局的D.Green發(fā)明了CONFORM連續(xù)擠壓方法。此方法以顆粒料或桿料為坯料，巧妙地利用了變形金屬與工具之間的摩擦力。由旋轉(zhuǎn)的擠壓輪上的矩形斷面槽和固定模座所組成的環(huán)形通道起到普通擠壓法中擠壓筒的作用，當(dāng)擠壓輪旋轉(zhuǎn)時，借助于槽壁上的摩擦力不斷地將桿狀坯料送入而實現(xiàn)連續(xù)擠壓。連續(xù)擠壓時坯料與工具表面的摩擦發(fā)熱較為顯著，因此，對于低熔點金屬，如鋁及鋁合金，不需進(jìn)行外部加熱即可使變形區(qū)的溫度上升400～500℃而實現(xiàn)熱擠壓。

在常規(guī)的正擠壓中，變形是通過擠壓軸將所需的擠壓力直接施加于坯料上來實現(xiàn)的，由于擠壓筒的長度有限，要實現(xiàn)無間斷的連續(xù)擠壓是不可能的。一般來講，要實現(xiàn)連續(xù)擠壓需滿足以下兩個條件：

（1）不需借助擠壓軸的直接作用，即可對坯料施加足夠的力實現(xiàn)擠壓變形； （2）擠壓筒應(yīng)具有無限的連續(xù)工作長度，以便實現(xiàn)無限長度的坯料供給。

為了滿足第一個條件，其方法之一是用帶矩形斷面的運動槽塊和將擠壓模固定在其上的固定矩形塊構(gòu)成一個方形擠壓筒，以代替常規(guī)的圓形擠壓筒。當(dāng)運動槽塊沿箭頭所示方向連續(xù)向前運動時，上下兩面上方向相反的摩擦力相互抵消，坯料在兩側(cè)面的摩擦力作用下向前運動而實現(xiàn)擠壓。

為了滿足上述第二個條件，其方法之一是采用擠壓輪來代替槽塊。隨著擠壓輪的不斷旋轉(zhuǎn)，即可獲得無限長度的擠壓筒。擠壓時，借助擠壓輪表面的主動摩擦力作用，坯料連續(xù)不斷地被送入，通過安裝在擠壓靴上的模子擠出所需斷面形狀的制品。

綜合以上兩方面考慮，CONFORM連續(xù)擠壓機做了如下設(shè)計，它主要由四大部分組成：輪緣車制有凹形溝槽的擠壓輪，它由驅(qū)動軸帶動旋轉(zhuǎn)；擠壓靴，它是固定的，與擠壓輪相接觸的部分為一個弓形的槽封塊，該槽封塊與擠壓輪的包角一般為90度，起到封閉擠壓輪凹形溝槽的作用，構(gòu)成一個方形的擠壓型腔，相當(dāng)于常規(guī)的擠壓筒，不過這一方形擠壓筒的三面為旋轉(zhuǎn)擠壓輪槽的槽壁，第四面才是固定的槽封塊；固定在擠壓腔出口端的堵頭，其作用是把擠壓型腔出口端封住，迫使金屬只能從擠壓模流出；擠壓模，它或安裝在堵頭上，實行切向擠壓，或安裝在靴塊上實行徑向擠壓。這樣，當(dāng)從擠壓型腔的人口端連續(xù)喂入擠壓坯料時，由于它的三面時向前運動的可動邊，在摩擦力的作用下，輪槽咬著坯料，并牽引著金屬向?？滓苿樱?dāng)夾持長度足夠時，摩擦力的作用足以在?？赘浇a(chǎn)生高達(dá)1000 MPa的擠壓應(yīng)力，迫使金屬從?？琢鞒?。可見CONFORM連續(xù)擠壓原理是巧妙的利用了擠壓輪凹槽槽壁與坯料之間的機械摩擦作用作為擠壓力。而且只要擠壓型腔的入口端能連續(xù)地喂入坯料，便可達(dá)到連續(xù)擠壓出無限長制品的目的。2100433B

由連續(xù)擠壓變形原理和工藝可以看出，連續(xù)擠壓與傳統(tǒng)工藝相比，具有如下優(yōu)點：

1.成形過程為熱擠壓塑性成型，可消除原材料表面缺陷及機械損傷對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，產(chǎn)品表面不會產(chǎn)生傳統(tǒng)工藝方法極易出現(xiàn)的翹皮、毛刺等缺陷，使得銅母線具有良好的表面質(zhì)量。

2銅母線連續(xù)擠壓時，銅坯料在擠壓?？谇疤幱诟邷?、高壓的三向壓應(yīng)力條件下，銅桿的原始內(nèi)部鑄造缺陷如氣孔、縮松等可以在連續(xù)擠壓過程中被消除，而不會像拉拔工序那樣，由于其軸向拉應(yīng)力的作用，會使橫向缺陷發(fā)牛擴(kuò)展。所生產(chǎn)的銅母線可獲得優(yōu)良的性能.

3由于連續(xù)擠壓的特殊的熱變形過程，使得所生產(chǎn)的銅母線具有很細(xì)的晶粒度，內(nèi)部組織致密。

4．省去了退火工序，不僅可以節(jié)省電能而且徹底避免了退火過程中因爐溫不均勻而導(dǎo)致的產(chǎn)品性能變化，可保證產(chǎn)品的性能沿整個長度均勻一致，容易滿足變壓器、電機等的阻抗匹配的要求。

5．優(yōu)化的模具材料和結(jié)構(gòu)可保證產(chǎn)品具有較高的尺寸精度，不僅可以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且保證了同批產(chǎn)品具有相同的尺寸和性能。

6．由于取消了退火工序，明顯縮短了生產(chǎn)周期。

7．生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生任何環(huán)境污染。

8．整條生產(chǎn)線采用了先進(jìn)的計算機控制系統(tǒng)，使得生產(chǎn)過程中實現(xiàn)了設(shè)備的自動化，提高了生產(chǎn)線運行的穩(wěn)定性和可靠性，極大降低了操作工人的勞動強度。

《鋁及鋁合金連續(xù)擠壓管(GB/T 20250-2006)》由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會提出。