陳煥濤

摘要：金屬擠壓成形屬于加壓成形的方式，普遍運用在國防、家電等領(lǐng)域，特別是在制造高性能零部件的時候具有突出的作用，其主要是融合了塑性加工的特點，并且具有生產(chǎn)時間短、效率高等優(yōu)勢，所以具備非常不錯的市場前景。那么下面我們就來具體的介紹一下金屬擠壓成形理論和技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢。

關(guān)鍵詞：金屬材料；擠壓鑄造；生產(chǎn)應(yīng)用

擠壓成形也被叫做液壓模段，一共分成兩個部分，分別為擠壓鑄造以及間接擠壓鑄造。其中前者主要是把熔融態(tài)金屬放入敞口模具，之后關(guān)閉模具，然后進行高壓處理，這樣一來就能夠讓凝固的金屬發(fā)生塑性變形的情況，從而就可以制造出毛坯。而后者主要是熔融態(tài)金屬通過沖頭施加的高壓，在封閉的模具型腔里結(jié)晶凝固成型，從而得到毛坯的方式。而因為擠壓鑄造技術(shù)具備很多的優(yōu)勢以及加高的生產(chǎn)效率的，所以得到了普遍的青睞。

一、金屬擠壓成形理論

熱擠壓采用的坯料較短，同時因為是在溫度較高的情況下進行擠壓，所在擠壓期間會發(fā)生變形情況，而這正是出現(xiàn)擠壓缺點的主要原因。變形理論主要包括兩個方面，分別為材料變形干擾以及模具工作面中的摩擦，不過用最為基礎(chǔ)的算法來掌握斷面應(yīng)力的分布情況是沒有任何效果的。所以，從上世紀(jì)六十年代開始，就出現(xiàn)了“移滑線法”、“上線法”等，不過使用起來卻比較的復(fù)雜。而現(xiàn)在，因為電腦的普及，所以能夠檢測出擠壓比、摩擦系數(shù)等給加工應(yīng)力所造成的影響。

總體說來，在發(fā)展的過程當(dāng)中，金屬擠壓理論得到了很大程度的完善，并創(chuàng)造出了很多合理的分析方式，從而能夠獲取擠壓期間技術(shù)和模具中的應(yīng)力-應(yīng)變、溫度-速度的具體情況，這樣一來就為科學(xué)的制造模具創(chuàng)造了非常好的條件。而由于大型電子技術(shù)以及設(shè)計理論的逐步完善，讓有限元、變分法等雖繁瑣但是卻有效率的方式得到了良好的發(fā)展，并已經(jīng)得到了普遍的使用。

二、金屬擠壓成形技術(shù)的現(xiàn)狀

（一）擠壓工模具的現(xiàn)狀

總體來說的話，無論是在設(shè)計運算、結(jié)構(gòu)選用，還是裝卸方式、研發(fā)全新材料方面，都獲得了相應(yīng)的提高。而若想提升擠壓技術(shù)的進步，延長模具的使用時間，很多國家都對其采取了大量的研究工作，并研究出了舌型模、寬展模等。此外，還研發(fā)了多個類型的活動模架，從而讓模具的裝卸工作變得更加簡單，從而節(jié)省了輔助時間。而高合金化的H11、H13以及SKD61等的研發(fā)，和最新熱處理方式的使用，讓磨具性能更是得到了很大程度的提高。電火花線切割技術(shù)的用到自模工作當(dāng)中，不但能夠加強模孔的硬度和光滑度，同時還很大程度的提升了制模的生產(chǎn)效果，這樣一來就為完成制模自動化的目標(biāo)提供了非常好的條件。因為電腦在對擠壓模具進行制作的時候會使用電腦，而想要達到自動化的效果，那么就一定要加強模具的質(zhì)量和延長使用的時間。

（二）擠壓工藝不斷改進和完善

這些年以來，在改善正反向擠壓的工藝的同時，還誕生了很多能夠加強擠壓效果的全新工藝，而且也給冷擠壓、潤滑擠壓、等溫擠壓等采取了全面的分析，并得到了合理的使用。在上世紀(jì)60年代所普遍采用的靜液壓技術(shù)因為具備較多的優(yōu)勢，所以得到了一定程度的發(fā)展。另外，比如舌型模擠壓、平面組合模擠壓等工藝也都普遍采用到了金屬加工當(dāng)中，它們對豐富金屬材料的種類，加強擠壓生產(chǎn)的效果，挖掘輕合金的潛力，降低擠壓力以及節(jié)省成本都起到了非常重要的效果。

（三）擠壓產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化

從上世紀(jì)60年代至今，輕合金擠壓材的質(zhì)量得到了明顯的提升，甚至還超越了鋼鐵的增長速度。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在輕合金擠壓材的產(chǎn)量在一年內(nèi)能夠達到800萬噸以上。因為擠壓材料普遍會用到建設(shè)施工當(dāng)中，而在軍事用途上卻降低了5%，從而使得軟合金的比重得到了增長，而硬合金比重卻降低了不少。此外，鋁合金型材發(fā)展速度最為迅猛，產(chǎn)量能夠占到擠壓材的70%?，F(xiàn)在的型材品種一共具有50000多種，主要包含階段變斷面型材、異形空新型材等。擠壓型材長度能夠具有25m到30m，重量則為2t。而高精度型材在寬度上則具有150m到300m，帶孔空新型材的孔數(shù)則具有10個以上。此外，管材的品種也獲得了明顯的提升，不但包括各種規(guī)格的圓管，而且還制造出了各類輕合金異形管、螺旋管等。而擠壓原管道的規(guī)模通?？刂圃讧?0 1.5mm-Ф625 15mm之間，最薄壁的厚度則為0.38mm。冷擠壓管具有很高的精度，通常無需采取機械加工，而且無論是內(nèi)表面還是外表面都不用采取處理就能夠進行裝機使用，比如具有11條骨的反應(yīng)堆套管，其壁厚公差只有±0.07mm，而管材的長度能夠至少具有千米。

三、金屬擠壓成形的發(fā)展趨勢和研發(fā)方向

（一）發(fā)展擠壓加工理論和技術(shù)時要考慮的重點方向和目標(biāo)

盡屬擠壓成形還需要將實際應(yīng)用和理論進行融合，不過最主要的工作還是要將理論基礎(chǔ)和實際工作相融合，進而來實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、質(zhì)量、節(jié)省成本、豐富品種的目的。而在提升金屬擠壓加工理論和技術(shù)期間，要考慮的項目包括：

（1）降低外摩擦，提升變形效率

（2）提高精品精度

（3）擠壓設(shè)備技術(shù)應(yīng)有優(yōu)勢和發(fā)展

（二）降低外摩擦，提升變形效率

外摩擦很大，同時會轉(zhuǎn)化為摩擦熱，能夠讓材料和工具發(fā)生燒結(jié)的情況，而且也會讓剪切變形更加的嚴(yán)重。在金屬擠壓期間，大的外摩擦不但會導(dǎo)致變形力增大至少30#，同時還會降低表面質(zhì)量，導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)。而在摩擦熱導(dǎo)致熱金屬溫度增加的時候，就會降低變形的速度，這樣一來就會影響生產(chǎn)質(zhì)量。而若想降低外摩擦，那么就要采用包套擠壓、潤滑擠壓、連續(xù)擠壓以及靜液擠壓等方式。

（三）提高精品精度

相關(guān)研究者為了能夠提高產(chǎn)品尺寸的準(zhǔn)確度以及形位公差，做了大量的研發(fā)工作，而所獲取的成就以及將來的課題包括：（1）模具結(jié)構(gòu)化設(shè)計和強度校核運算分析；模具全新材料和熱處理技術(shù)的研發(fā)；模具CAD技術(shù)研發(fā)。（2）對冷壓機、反擠壓等的研發(fā)；（3）扁擠壓，保護膜擠壓的研發(fā)。

（四）擠壓設(shè)備技術(shù)應(yīng)有優(yōu)勢和發(fā)展

在采用加油成形技術(shù)期間，重點采用的是擠壓機，其優(yōu)點在于：一，在使用期間，能夠有效的控制高精準(zhǔn)度，這樣一來就可以研發(fā)出液壓控制閥門；二，此設(shè)備還具有完備的澆筑功能，從而得以提高材料成形的效果；三，能夠加強合模機的工作效果。

擠壓鑄造設(shè)備的發(fā)展前景主要表現(xiàn)在其具備了較有的使用率，而且根據(jù)對其的技術(shù)研究，能夠優(yōu)化傳統(tǒng)設(shè)備技術(shù)，從而得以提高設(shè)備成形的效率和成形后的運用范圍。目前，廣泛使用到工業(yè)制作的擠壓機主要包括缸式、混合式等。此外，擠壓機的控制系統(tǒng)可以讓每道成型工序都可以順利的完成，而且還能夠?qū)φ麄€施工工序的過程進行有效的監(jiān)控，把控制系統(tǒng)從傳統(tǒng)的運行控制轉(zhuǎn)變成智能總成控制系統(tǒng)，從而就能夠提升擠壓設(shè)備的效率。

結(jié)束語：

通過以上內(nèi)容我們能夠了解到，在塑性成形中，金屬擠壓是非常主要的一種方式，對其理論的研究以及技術(shù)的研發(fā)都步入了嶄新的階段，而且也是加強金屬擠壓成形的重要階段。所以，要根據(jù)過去的研發(fā)經(jīng)驗，來找到所存在的問題，然后創(chuàng)建出全新的研究目標(biāo)，這樣一來就能夠開辟出一條持續(xù)發(fā)展的道路。

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（作者單位：汕頭華興冶金設(shè)備股份有限公司）