正向挤压的特点

坯体被挤出方向与加压方向相同即为正向挤压。
正向挤压示意图片
优点:
1、设备简单,投资少,适用于任何挤压设备,对设备无特殊要求
2、更换工模具简便,辅助时间短
3、产品的外接圆直径大,可以通过宽展、分流等方法,生产外接圆直径大于挤压筒直径的产品
4、在锭坯变形区,锭坯产生较大的剪切变形,有利于提高挤压制品的表面质量
5、对铸锭的表面质量要求不高
6、可以得到任意外形的制品,制品断面只受挤压筒内径、挤压系数限制。
缺点:
1、挤压时要克服铸锭与挤压筒之间的摩擦力,有效挤压力仅为60-70%,甚至更低;
2、挤压开始到结束的全过程中,挤压力有大到小变化大,挤压力的变化使得模具的变形量大,挤压产品的头、尾尺寸变化较大;
3、由于金属变形的不均匀性,产品的组织不均匀,尾端易造成缩尾和粗晶环等缺陷,金属沿截面的流动速度不均,可能导致挤压制品(尤其是大型挤压制品)内部分层,形成缺陷;
4、由于变形的不均匀性,产品的力学性能不均匀,挤压头端变形程度小,性能较低
5、挤压产品的机械性能存在各向异性;
6、管材挤压时易产生偏心废品,造成产品质量不合格,降低了成品率。采用空心锭坯挤压管材时,增加了锭坯大量的附加加工,而且容易造成管材内表面质量缺陷。
 
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常见的挤压成形种类

挤压的方法可按照不同的特征进行分类,有几十种。最常见的有6种方法:正向挤压、反向挤压、复合挤压、连续挤压、玻璃润滑挤压和静液挤压。最基本的方法仍然是正向挤压(简称正挤压)、反向挤压(简称反挤压)和复合挤压这三种。
正向挤压图片
一、正向挤压:金属的流动方向与挤压杆(挤压轴)的运动方向相同的挤压生产方法。  特征:变形金属与挤压筒壁之间有相对运动,二者之间有很大的滑动摩擦。引起挤压力增大;使金属变形流动不均匀,导致组织性能不均匀;限制了挤压速度提高;加速工模具的磨损。适用于各种形状的实心杆形件、管件和环形件的挤压。
 
二、反向挤压:金属的流动方向与挤压杆(或模子轴)的相对运动方向相反的挤压生产方法。 特征:变形金属与挤压筒壁之间无相对运动,二者之间无外摩擦。  特点:挤压力小;金属变形流动均匀;挤压速度快。但制品表面较正挤压差;外接圆尺寸较小;设备造价较高;辅助时间较长。
 
三、复合挤压:一部坯体的挤出方向相同,另一部分金属的挤出方向与加压方向相反,是正挤和反挤的结合。适用于各种复杂形状制件的挤压;通过改变凹模孔口或凸、凹模之间缝隙的轮廓形状,就可以挤出形状和尺寸不同的各种空心件和实心件。
 
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钴粉的生产流程

钴具有优良的物理、化学和机械性能, 是制造高强度合金、耐高温合金、硬质合金、磁性材料和催化剂等的重要材料, 应用非常广泛。90年代以来, 世界钴的消费量一直呈现增加趋势, 目前, 我国钴的消费领域主要是硬质合金和陶瓷行业。在硬质合金行业中, 钴主要以钴粉形式作为生产硬质合金的粘结剂。我国硬质合金、金刚石工具产量居世界第一位,对钴粉的消耗量相对较大, 占全国钴总耗量的33%, 并以每年近5.4%的幅度递增。我国目前从事电解钴、氧化钴、钴粉及各类钴盐生产的厂家有40余家,其所用的原料主要有三个来源:一是镍系统、铜系统或锌系统中副产出的钴;二是国内自产的钴硫精矿;三是进口钴原料。目前我国绝大部分钴粉生产厂家采用进口钴原料。
 
钴粉生产工艺原理
草酸钴氢气热还原工艺分为湿法生产工艺和还原制粉生产工艺两大部分。其工艺原理如下:
1、配制草酸铵溶液
CoCl2+(NH4)2C2O4=CoC2O4↓+2NH4Cl (1)
2、草酸钴煅烧干燥
2CoC2O4+O2=2CoO+4CO2
4CoC2O4+O2=2Co2O3+4CO2+2CO
3CoC2O4+2O2=Co3O4+6CO2
3、氧化钴还原
Co3O4+4H2=3Co+4H2O
4、草酸钴还原
2CoC2O4+3H2=2Co+CO2+3CO+3H2O 
 
钴粉生产流程:溶解→沉淀草酸钴→还原(即可还原氧化钴,也可直接还原草酸钴)(如下图)
钴粉的生产流程图片
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草酸钴原料对钴粉的粒度影响

国内外生产钴粉的方法有氢还原法、水冶法、水热法和喷雾法等, 国内主要是采用氢还原法,即用氢气还原氧化钴或草酸钴。在氢气还原钴粉生产中, 原料因素对钴粉粒度影响至关重要,这其中包括了草酸钴原料粒度大小和含水量两个方面,如何通过控制这两个因素进而控制钴粉粒度?
 
一般工业原料为Co2O3与Co3O4 的混合物, 其中主要是Co2O3。用氢气还原时, 其反应为:
Co2O3+3H2=2Co+3H2O (1)
Co3O4+4H2=3Co+4H2O (2)
用草酸钴氢还原时, 其反应为:
CoC2O4•2H2O=CoC2O4+2H2O (3)
2CoC2O4=Co2O3+3CO+CO2 (4)
Co2O3+3H2=2Co+3H2O (5)
2CoC2O4•2H2O+3H2  2Co+3CO+CO2+7H2O (6)
 
1、原料的影响:
草酸钴密度与钴粉粒度的关系图片
草酸钴的粒度细, 则其松装密度ρ松小, 不同ρ松的草酸钴制取的钴粉的粒度不同。从图1可以看出草酸钴的粒度粗, 即钴粉的松装密度ρ松大, 则钴粉的FSSS大, 表明钴粉的粗度粗。
 
2、草酸钴的含水量对钴粉粒度的影响:
草酸钴的含水量对钴粉粒度的影响
草酸钴的含水量越低, 即草酸钴越干, 钴粉的FSSS越小, 表明钴粉的粒度越小。这是因为草酸钴的含水量直接影响反应空间的水
蒸气分压, 如果草酸钴含水量低, 则水蒸气分压低, 使反应向右移动, 还原速度加快, 氧化钴的颗粒未来得及长大就被还原成金属钴粉, 所以钴粉的粒度细。反之, 则钴粉的粒度粗。
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硬质合金粘结相-钴

硬质合金通常由硬质相WC和粘接相Co组成,Co赋予硬质合金韧性,并在烧结过程中对合金的致密化和组织结构的演变起着极为重要的作用。
 
钴,元素符号Co,银白色铁磁性金属,表面呈银白略带淡粉色,在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族,原子序数27,原子量58.9332,有密排六方和面心立方两种晶体结构,常见化合价为+2、+3。钴是具有光泽的钢灰色金属,熔点1493℃、比重8.9,比较硬而脆,钴是铁磁性的,在硬度、抗拉强度、机械加工性能、热力学性质、的电化学行为方面与铁和镍相类似。加热到1150℃时磁性消失。
钴的性质图片
Co相有α-Co和ε-Co两种晶型。α-Co为面心立方(fcc)结构(右图),有12个滑移面,韧性好;ε-Co为密排六方(hcp)结构(左图),只有3个滑移面,其吸收应变能和松弛应力及协调两相应变的能力比α-Co差,韧性也差。Co在417℃以下为密排六方结构,417℃以上为面心立方结构。测定硬质合金中α-Co 和ε-Co的比例与变化规律,有利于进一步开发强韧化工艺、提高硬质合金的性能和增加其使用寿命。一般认为,烧结态硬质合金Co粘结相主要为ε-Co,通过淬火处理可以增加 Co粘结相中α-Co 的含量
钴的晶体结构图片
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