吳斌　杜春雷　孫偉龍

【摘 要】 本文主要針對擠壓銅合金桿出現(xiàn)的滾桿、擠不滿、冷隔及表面氣泡和穿透性氣孔等常見缺陷進行了分析，并指出了相應(yīng)的防治措施。

【關(guān)鍵詞】 連續(xù)擠壓 缺陷 分析 措施

1 連續(xù)擠壓技術(shù)及其應(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、粉末材料等先進材料制備與加工的重要方法。連續(xù)擠壓技術(shù)是擠壓成型技術(shù)的一項新的技術(shù)，連續(xù)擠壓法是由英國原子能管理局斯普林菲爾德實驗室的格林在1971年提出的，稱之為CONFORM連續(xù)擠壓法，其原理圖如下圖1所示。其巧妙的利用坯料與擠壓輪溝槽及壓實輪之間的摩擦力作為驅(qū)動力實現(xiàn)連續(xù)擠壓，只要擠壓型腔的入口端能連續(xù)的喂入坯料，便可實現(xiàn)連續(xù)擠壓出無限長制品的目的。而且其生產(chǎn)工藝流程簡單，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。工藝流程如圖2所示。隨著近幾年我國鐵路行業(yè)的高速發(fā)展，對接觸線和承力索的機械性能和電氣性能的要求也大大提高，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝已達不到其要求。為生產(chǎn)出性能更好，同時又為了達到新鐵標(biāo)的技術(shù)要求，擠壓成為關(guān)鍵和不可缺少的工序。本文重點研究在擠壓銅合金桿材時出現(xiàn)的各種缺陷及其解決措施。

2 常見缺陷及解決措施

2.1 滾桿

滾桿是在擠壓桿材過程中比較常見的一種現(xiàn)象，這是由于摩擦力不夠或桿材溫度沒有達到指定的擠度溫度所造成的。當(dāng)輪槽與桿材的摩擦力不夠時，導(dǎo)致桿材的打滑，桿材不能連續(xù)的喂入，容易造成擠壓溫度不夠而是桿材不能連續(xù)的擠壓，導(dǎo)致桿材堆積在壓實輪和靴座的間隙處，使擠壓過程不能連續(xù)的進行。摩擦力不足主要是由桿材表面質(zhì)量，擠壓輪槽尺寸，壓實輪下壓距離及擠壓輪槽的掉底所產(chǎn)生。在確保擠壓輪槽，壓實輪的下壓距離及輪槽未掉底的情況下，桿材的表面質(zhì)量是重要因素。桿材表面氧化嚴(yán)重時，機械清刷不干凈容易導(dǎo)致上述現(xiàn)象的發(fā)生。因此，在生產(chǎn)過程前應(yīng)確保桿材表面質(zhì)量，防止其氧化。擠壓溫度不夠是由于模腔的預(yù)熱溫度不夠或擠壓模腔中阻力環(huán)的尺寸不合格。因此，在擠壓前，模腔要嚴(yán)格按照工藝設(shè)定的墊片尺寸和預(yù)熱溫度進行加熱，使其確保達到指定的擠壓溫度而避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 擠不滿

擠不滿現(xiàn)象也是擠壓銅合金桿材時比較常見的現(xiàn)象之一，如下圖3所示。由圖可以看出，在擠壓模腔的擴展區(qū)出現(xiàn)擠不滿，導(dǎo)致成品表面有較嚴(yán)重的凹坑，這種現(xiàn)象對以后的冷軋和拉拔工序會產(chǎn)生較大影響，容易導(dǎo)致接觸線成品表面出現(xiàn)裂紋、毛刺及起皮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響接觸線的性能。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的主要原因是模腔的設(shè)計不合理，導(dǎo)致金屬流動性不好；因此，合理的確定擠壓模腔的尺寸（包括模腔進口尺寸和深度、擴展腔的進出口直徑和深度）尤為重要，這需要反復(fù)的試驗和改進來確定適合自身的擠壓參數(shù)。

2.3 冷隔

冷隔是在擠壓過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，如圖4所示，斷口形狀為中間凸起，周圍呈層狀，這種工藝缺陷對接觸線的性能影響非常大，在冷軋拉拔過程中容易發(fā)生斷桿，如果未及時發(fā)現(xiàn)而應(yīng)用于鐵路接觸網(wǎng)，將會造成潛在的危害。導(dǎo)致這種缺陷的主要原因是金屬流動不均勻；連續(xù)擠壓過程中初可采用常規(guī)擠壓的一些減少金屬流動不均勻的措施外，還有一些更為簡單、靈活和有效的辦法，就是加墊片。根據(jù)擠壓制品的形狀和金屬流動特點，通過不同形狀的墊片來調(diào)整金屬的流動速度；墊片的形狀各式各樣，不能一概而論，但其基本結(jié)構(gòu)應(yīng)能促使塑變的金屬向焊縫處流動，并能使金屬匯合處流速加快。

2.4 表面氣泡、穿透性氣孔

在擠壓銅合金桿時，如果桿料表面有油污、水分或其他贓物時，擠出的桿料表面會出現(xiàn)氣泡，嚴(yán)重者將會出現(xiàn)穿透性氣孔，其對成品性能影響較大；此外，擠壓輪或壓實輪上有水分或油污、冷卻水濺到桿料或擠壓輪上、上引連鑄桿料組織疏松和含氣都會導(dǎo)致上述現(xiàn)象的發(fā)生。為杜絕這類現(xiàn)象的出現(xiàn)，在桿料喂入前進行機械清洗不可缺少，同時，在擠壓過程中應(yīng)合理保持冷卻水流量及生產(chǎn)過程的控制，以及在上引連鑄過程中防止裂紋及鑄造疏松的形成?？傊绊憯D壓銅桿質(zhì)量的因素很多，而且相互關(guān)聯(lián)。僅僅做好以上列舉的還遠遠不夠，要提高擠壓銅桿的質(zhì)量就必須嚴(yán)格把住每一道關(guān)，嚴(yán)格按工藝要求精心操作，防患于未然。

參考文獻

[1]鐘毅，著.連續(xù)擠壓技術(shù)及其應(yīng)用.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[2]魏軍偉，黃坤，高大偉，李永旺，李英輝，等.銅合金擠壓材常見缺陷分析與預(yù)防措施[J].有色金屬加工，2006，35（3）：40-45.endprint

【摘 要】 本文主要針對擠壓銅合金桿出現(xiàn)的滾桿、擠不滿、冷隔及表面氣泡和穿透性氣孔等常見缺陷進行了分析，并指出了相應(yīng)的防治措施。

【關(guān)鍵詞】 連續(xù)擠壓 缺陷 分析 措施

1 連續(xù)擠壓技術(shù)及其應(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、粉末材料等先進材料制備與加工的重要方法。連續(xù)擠壓技術(shù)是擠壓成型技術(shù)的一項新的技術(shù)，連續(xù)擠壓法是由英國原子能管理局斯普林菲爾德實驗室的格林在1971年提出的，稱之為CONFORM連續(xù)擠壓法，其原理圖如下圖1所示。其巧妙的利用坯料與擠壓輪溝槽及壓實輪之間的摩擦力作為驅(qū)動力實現(xiàn)連續(xù)擠壓，只要擠壓型腔的入口端能連續(xù)的喂入坯料，便可實現(xiàn)連續(xù)擠壓出無限長制品的目的。而且其生產(chǎn)工藝流程簡單，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。工藝流程如圖2所示。隨著近幾年我國鐵路行業(yè)的高速發(fā)展，對接觸線和承力索的機械性能和電氣性能的要求也大大提高，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝已達不到其要求。為生產(chǎn)出性能更好，同時又為了達到新鐵標(biāo)的技術(shù)要求，擠壓成為關(guān)鍵和不可缺少的工序。本文重點研究在擠壓銅合金桿材時出現(xiàn)的各種缺陷及其解決措施。

2 常見缺陷及解決措施

2.1 滾桿

滾桿是在擠壓桿材過程中比較常見的一種現(xiàn)象，這是由于摩擦力不夠或桿材溫度沒有達到指定的擠度溫度所造成的。當(dāng)輪槽與桿材的摩擦力不夠時，導(dǎo)致桿材的打滑，桿材不能連續(xù)的喂入，容易造成擠壓溫度不夠而是桿材不能連續(xù)的擠壓，導(dǎo)致桿材堆積在壓實輪和靴座的間隙處，使擠壓過程不能連續(xù)的進行。摩擦力不足主要是由桿材表面質(zhì)量，擠壓輪槽尺寸，壓實輪下壓距離及擠壓輪槽的掉底所產(chǎn)生。在確保擠壓輪槽，壓實輪的下壓距離及輪槽未掉底的情況下，桿材的表面質(zhì)量是重要因素。桿材表面氧化嚴(yán)重時，機械清刷不干凈容易導(dǎo)致上述現(xiàn)象的發(fā)生。因此，在生產(chǎn)過程前應(yīng)確保桿材表面質(zhì)量，防止其氧化。擠壓溫度不夠是由于模腔的預(yù)熱溫度不夠或擠壓模腔中阻力環(huán)的尺寸不合格。因此，在擠壓前，模腔要嚴(yán)格按照工藝設(shè)定的墊片尺寸和預(yù)熱溫度進行加熱，使其確保達到指定的擠壓溫度而避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 擠不滿

擠不滿現(xiàn)象也是擠壓銅合金桿材時比較常見的現(xiàn)象之一，如下圖3所示。由圖可以看出，在擠壓模腔的擴展區(qū)出現(xiàn)擠不滿，導(dǎo)致成品表面有較嚴(yán)重的凹坑，這種現(xiàn)象對以后的冷軋和拉拔工序會產(chǎn)生較大影響，容易導(dǎo)致接觸線成品表面出現(xiàn)裂紋、毛刺及起皮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響接觸線的性能。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的主要原因是模腔的設(shè)計不合理，導(dǎo)致金屬流動性不好；因此，合理的確定擠壓模腔的尺寸（包括模腔進口尺寸和深度、擴展腔的進出口直徑和深度）尤為重要，這需要反復(fù)的試驗和改進來確定適合自身的擠壓參數(shù)。

2.3 冷隔

冷隔是在擠壓過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，如圖4所示，斷口形狀為中間凸起，周圍呈層狀，這種工藝缺陷對接觸線的性能影響非常大，在冷軋拉拔過程中容易發(fā)生斷桿，如果未及時發(fā)現(xiàn)而應(yīng)用于鐵路接觸網(wǎng)，將會造成潛在的危害。導(dǎo)致這種缺陷的主要原因是金屬流動不均勻；連續(xù)擠壓過程中初可采用常規(guī)擠壓的一些減少金屬流動不均勻的措施外，還有一些更為簡單、靈活和有效的辦法，就是加墊片。根據(jù)擠壓制品的形狀和金屬流動特點，通過不同形狀的墊片來調(diào)整金屬的流動速度；墊片的形狀各式各樣，不能一概而論，但其基本結(jié)構(gòu)應(yīng)能促使塑變的金屬向焊縫處流動，并能使金屬匯合處流速加快。

2.4 表面氣泡、穿透性氣孔

在擠壓銅合金桿時，如果桿料表面有油污、水分或其他贓物時，擠出的桿料表面會出現(xiàn)氣泡，嚴(yán)重者將會出現(xiàn)穿透性氣孔，其對成品性能影響較大；此外，擠壓輪或壓實輪上有水分或油污、冷卻水濺到桿料或擠壓輪上、上引連鑄桿料組織疏松和含氣都會導(dǎo)致上述現(xiàn)象的發(fā)生。為杜絕這類現(xiàn)象的出現(xiàn)，在桿料喂入前進行機械清洗不可缺少，同時，在擠壓過程中應(yīng)合理保持冷卻水流量及生產(chǎn)過程的控制，以及在上引連鑄過程中防止裂紋及鑄造疏松的形成?？傊?，影響擠壓銅桿質(zhì)量的因素很多，而且相互關(guān)聯(lián)。僅僅做好以上列舉的還遠遠不夠，要提高擠壓銅桿的質(zhì)量就必須嚴(yán)格把住每一道關(guān)，嚴(yán)格按工藝要求精心操作，防患于未然。

參考文獻

[1]鐘毅，著.連續(xù)擠壓技術(shù)及其應(yīng)用.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[2]魏軍偉，黃坤，高大偉，李永旺，李英輝，等.銅合金擠壓材常見缺陷分析與預(yù)防措施[J].有色金屬加工，2006，35（3）：40-45.endprint

【摘 要】 本文主要針對擠壓銅合金桿出現(xiàn)的滾桿、擠不滿、冷隔及表面氣泡和穿透性氣孔等常見缺陷進行了分析，并指出了相應(yīng)的防治措施。

【關(guān)鍵詞】 連續(xù)擠壓 缺陷 分析 措施

1 連續(xù)擠壓技術(shù)及其應(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、粉末材料等先進材料制備與加工的重要方法。連續(xù)擠壓技術(shù)是擠壓成型技術(shù)的一項新的技術(shù)，連續(xù)擠壓法是由英國原子能管理局斯普林菲爾德實驗室的格林在1971年提出的，稱之為CONFORM連續(xù)擠壓法，其原理圖如下圖1所示。其巧妙的利用坯料與擠壓輪溝槽及壓實輪之間的摩擦力作為驅(qū)動力實現(xiàn)連續(xù)擠壓，只要擠壓型腔的入口端能連續(xù)的喂入坯料，便可實現(xiàn)連續(xù)擠壓出無限長制品的目的。而且其生產(chǎn)工藝流程簡單，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。工藝流程如圖2所示。隨著近幾年我國鐵路行業(yè)的高速發(fā)展，對接觸線和承力索的機械性能和電氣性能的要求也大大提高，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝已達不到其要求。為生產(chǎn)出性能更好，同時又為了達到新鐵標(biāo)的技術(shù)要求，擠壓成為關(guān)鍵和不可缺少的工序。本文重點研究在擠壓銅合金桿材時出現(xiàn)的各種缺陷及其解決措施。

2 常見缺陷及解決措施

2.1 滾桿

滾桿是在擠壓桿材過程中比較常見的一種現(xiàn)象，這是由于摩擦力不夠或桿材溫度沒有達到指定的擠度溫度所造成的。當(dāng)輪槽與桿材的摩擦力不夠時，導(dǎo)致桿材的打滑，桿材不能連續(xù)的喂入，容易造成擠壓溫度不夠而是桿材不能連續(xù)的擠壓，導(dǎo)致桿材堆積在壓實輪和靴座的間隙處，使擠壓過程不能連續(xù)的進行。摩擦力不足主要是由桿材表面質(zhì)量，擠壓輪槽尺寸，壓實輪下壓距離及擠壓輪槽的掉底所產(chǎn)生。在確保擠壓輪槽，壓實輪的下壓距離及輪槽未掉底的情況下，桿材的表面質(zhì)量是重要因素。桿材表面氧化嚴(yán)重時，機械清刷不干凈容易導(dǎo)致上述現(xiàn)象的發(fā)生。因此，在生產(chǎn)過程前應(yīng)確保桿材表面質(zhì)量，防止其氧化。擠壓溫度不夠是由于模腔的預(yù)熱溫度不夠或擠壓模腔中阻力環(huán)的尺寸不合格。因此，在擠壓前，模腔要嚴(yán)格按照工藝設(shè)定的墊片尺寸和預(yù)熱溫度進行加熱，使其確保達到指定的擠壓溫度而避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 擠不滿

擠不滿現(xiàn)象也是擠壓銅合金桿材時比較常見的現(xiàn)象之一，如下圖3所示。由圖可以看出，在擠壓模腔的擴展區(qū)出現(xiàn)擠不滿，導(dǎo)致成品表面有較嚴(yán)重的凹坑，這種現(xiàn)象對以后的冷軋和拉拔工序會產(chǎn)生較大影響，容易導(dǎo)致接觸線成品表面出現(xiàn)裂紋、毛刺及起皮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響接觸線的性能。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的主要原因是模腔的設(shè)計不合理，導(dǎo)致金屬流動性不好；因此，合理的確定擠壓模腔的尺寸（包括模腔進口尺寸和深度、擴展腔的進出口直徑和深度）尤為重要，這需要反復(fù)的試驗和改進來確定適合自身的擠壓參數(shù)。

2.3 冷隔

冷隔是在擠壓過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，如圖4所示，斷口形狀為中間凸起，周圍呈層狀，這種工藝缺陷對接觸線的性能影響非常大，在冷軋拉拔過程中容易發(fā)生斷桿，如果未及時發(fā)現(xiàn)而應(yīng)用于鐵路接觸網(wǎng)，將會造成潛在的危害。導(dǎo)致這種缺陷的主要原因是金屬流動不均勻；連續(xù)擠壓過程中初可采用常規(guī)擠壓的一些減少金屬流動不均勻的措施外，還有一些更為簡單、靈活和有效的辦法，就是加墊片。根據(jù)擠壓制品的形狀和金屬流動特點，通過不同形狀的墊片來調(diào)整金屬的流動速度；墊片的形狀各式各樣，不能一概而論，但其基本結(jié)構(gòu)應(yīng)能促使塑變的金屬向焊縫處流動，并能使金屬匯合處流速加快。

2.4 表面氣泡、穿透性氣孔

在擠壓銅合金桿時，如果桿料表面有油污、水分或其他贓物時，擠出的桿料表面會出現(xiàn)氣泡，嚴(yán)重者將會出現(xiàn)穿透性氣孔，其對成品性能影響較大；此外，擠壓輪或壓實輪上有水分或油污、冷卻水濺到桿料或擠壓輪上、上引連鑄桿料組織疏松和含氣都會導(dǎo)致上述現(xiàn)象的發(fā)生。為杜絕這類現(xiàn)象的出現(xiàn)，在桿料喂入前進行機械清洗不可缺少，同時，在擠壓過程中應(yīng)合理保持冷卻水流量及生產(chǎn)過程的控制，以及在上引連鑄過程中防止裂紋及鑄造疏松的形成。總之，影響擠壓銅桿質(zhì)量的因素很多，而且相互關(guān)聯(lián)。僅僅做好以上列舉的還遠遠不夠，要提高擠壓銅桿的質(zhì)量就必須嚴(yán)格把住每一道關(guān)，嚴(yán)格按工藝要求精心操作，防患于未然。

參考文獻

[1]鐘毅，著.連續(xù)擠壓技術(shù)及其應(yīng)用.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[2]魏軍偉，黃坤，高大偉，李永旺，李英輝，等.銅合金擠壓材常見缺陷分析與預(yù)防措施[J].有色金屬加工，2006，35（3）：40-45.endprint