挤压成形影响因素-模角
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- 发布于 2017年4月25日 星期二 15:13
- 作者：ruibin
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挤压模具的模孔形状主要是指模角大小、定型带长度、挤压嘴直径这三部分，它们对挤压过程，特别是挤压压力都会不同程度的影响。其中模角大小是非常重要的挤压模具参数，它对挤压力的大小、挤压成形质量影响重大。
模角是指模面与挤压轴线的夹角。模角对挤压力也有明显影响。模角α由0°改变到90°之间，在45°-60°范围内挤压力最小。 挤压模角对挤压力的影响：模角对挤压力的影响，主要表现在变形区及变形区锥表面，模角对挤压力有着明显的影响。挤压应力与模角的关系如下图所示。随着模角α逐渐增大，挤压力逐渐降低，模角继续增大时，挤压力呈升高趋势。另外，由下图也可以看出挤压力分量与模角之间的关系。在一定的变形条件下，随着模角的增大，变形区内所需的挤压力分量RM增加,这是由于粉末坯条流入和流出模孔时的附加弯曲变形增加之故。但用于克服挤出锥面上摩擦阻力的分量TM，由于摩擦面积的减小而下降。以上两个方面因素综合作用的结果，使Tm在某一模角下为最小,从而总的挤压力也为最小。模角视坯条的直径而定，坯条较大，模角α相应增大，坯条较小时，α可相应减小。模角角过小，物料容易流入定型带，坯条中心密度难以保证。模角过大，挤压力增大，毛坯产生分层等缺陷。
挤出锥角是挤压嘴中心剖面中两个对称模面的角度大小，其数值为模角的两倍，工业中也常以挤出锥角参数来代替模角参数。
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挤压温度对挤压力的影响
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- 发布于 2017年4月25日 星期二 15:09
- 作者：ruibin
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挤压温度对挤压力的影响：挤压温度对挤压力的影响，是通过变形抗力的大小反映出来的。下图为不同温度下几种铜合金挤压时挤压力的影响规律。一般来讲，随着变形温度的升高,锭坯的变形抗力下降，所需的挤压力也下降。实际上，大多数金属与合金的变形抗力随温度升高而下降的关系，不能保持上述的严格线性关系，所以挤压力与温度的关系也一般为非线性关系。
挤压物料的塑性受温度的影响。大多数的增塑剂的粘性会随温度的升高而下降。如在20℃时，石蜡的粘度为26.1x1010Pa.S，而在熔点附近时（45℃左右），石蜡的粘度只有0.8x1010Pa.S。随着挤压温度的升高，增塑剂的塑形变好。温度太低时，所需的挤压压力太大，容易造成横向断裂或分层，挤压温度太高，挤压压力急剧下降，造成坯条软化变形，难于挤压坯的形状也容易产生断裂。一般来说，增塑剂加量较多时，坯条尺寸较大时，应该采用较低的挤压温度。随着温度的升高，金属或合金的变形阻力降低，塑性提高。利用此特性，将金属粉末或压坯加热通过模具进行挤压成形的过程称为粉末热挤。挤出的坯件尺寸及形状完全由模具嘴的尺寸或型腔来控制。按挤压金属特性和挤压零件形状，热挤法可分成非包套热挤和包套热挤两种形式。
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挤压工艺流程
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- 发布于 2017年4月25日 星期二 15:03
- 作者：ruibin
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挤压工艺流程为如下所示：
掺和
掺和的目的是在于使增塑剂和粉末混合均匀，以获得良好塑性的混合料。该过程也称为捏合，是挤压过程的关键环节，捏合是一种强力剪切的混合过程。掺和（捏合）后的混合料称为喂料
预压（压团）
混合料预压的作用是使增塑剂与颗粒表面充分接触，消除其中夹杂的气体，使混合料密度均匀。预压的操作程序是将掺合料装入圆筒压模内在压力机上以一定压力压实混合料；或把掺合料直接装入挤压筒内，密封挤压嘴，施以一定压力把混合料挤压密实。为了排气充分，最好在具有真空装置的挤压机中进行预压作业，并适当保压。硬质合金的压团过程需要在5x10-2pa的真空度，压团压力在1.2-1.5t/cm2的压力下进行，该压力与普通模压压力接近。
挤压
增塑粉末料的挤压可在油压机或专用挤压机上进行。物料进入料仓后，通过蜗杆将物料推压入挤压套筒内，通过挤压嘴获得所需的制品。混合料的挤压温度一般控制在40-50℃，可在模筒外壁装上加热器。挤压速度可在较大的范围内选择，以实际挤压坯不出现缺陷为限。挤压压力通常在300MPa以下。挤压过程受挤压压力、挤压速度、挤压温度等参数的影响。
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变形抗力和变形程度对挤压力的影响
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- 发布于 2017年4月25日 星期二 15:07
- 作者：ruibin
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掌握影响挤压力的主要因素
影响挤压力的主要因素有：挤压时的金属变形抗力、变形程度、模孔形状、制品断面形状、流出速度、锭坯的长度、接触摩擦条件等。
(1) 挤压时的粉末变形抗力。挤压力与抵抗力成正比关系。（但由于粉末的不均匀性，往往不能保持严格的线性关系。）变形温度通过影响金属变形抗力而影响挤压力，随着温度的升高，挤压力降低。
(2) 变形程度。挤压力与之也是成正比关系，随着变形程度增大挤压力增加。下图为不同种类粉末在不同挤压比的条件下的挤压力对比。挤压比extrusion ratio)是指挤压筒腔的横断面面积同挤压制品总横断面面积之比，也叫挤压系数。挤压比是挤压生产中用于表示金属变形程度大小的参数，用λ表示:λ=Ft/ΣF1。挤压比同变形程度、挤压力有如下关系:(1)挤压比增大时，金属流出模孔的困难程度会增大，挤压力也增大；(2)当其他条件相同时，挤压比增大，挤压时锭坯外层金属向模孔流动的阻力也增大，因此使内外部金属流动速度差增大，变形不均匀；(3)但当挤压比增加到一定程度后，剪切变形深入到内部，变形开始向均匀方向转化。研究证明，当挤压变形程度ε达到85%~90%时，挤压金属流动均匀，制品内外层的力学性能也趋于均匀。从图中可以看出，抵抗力（粉末种类）与变形程度（挤压比）均会对挤压压力产生影响。
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挤压过程的三个阶段
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- 发布于 2017年4月25日 星期二 14:58
- 作者：ruibin
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（一）掌握挤压过程的三个基本阶段
根据金属在挤压过程中的流动特点，通常把挤压变形过程划分为三个阶段（对应下图挤压力行程曲线上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区），分别是：
(1) 开始挤压阶段（也称填充挤压阶段）。金属受挤压轴的压力后，首先充满挤压筒与模孔，挤压力直线上升，粉末间空隙被逐渐填充，孔隙率大幅下降。
(2) 基本挤压阶段（也称平流挤压阶段）。从混合料粉末开始流出模孔到正常挤压过程即将结束时为止。在此阶段，筒内的锭坯一般来说，其内部与外部之间基本上不发生交错流动，锭坯的外层金属流出模孔后仍在制品的外层而不会流到制品的中心。在挤压时，锭坯任一横断面上的金属质点皆以同一速度或一定的速度差进入变形区压缩锥。靠近垫片和模子角落处的金属不流动，形成难变形区。正挤压的挤压力随着锭坯长度的减小而直线下降。
(3) 终了挤压阶段（也称缩尾挤压阶段或紊流挤压阶段）。在此阶段，锭坯的外层金属向其中心剧烈流动，同时两个难变形区中的金属也向模孔流动，形成挤压所特有的缺陷“挤压缩尾”。挤压力重新开始上升，此时应结束挤压操作。
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