金屬擠壓成型專利技術(shù)綜述

黎雪芬（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，廣州 510000）

工業(yè)技術(shù)

金屬擠壓成型專利技術(shù)綜述

黎雪芬
（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，廣州 510000）

擠壓是有色金屬、鋼鐵材料生產(chǎn)與零件成形加工的主要生產(chǎn)方法之一，也是各種復合材料、粉末材料等先進材料制備與加工的重要方法。本文以專利數(shù)據(jù)庫中的檢索結(jié)果為樣本，通過專利分析對金屬擠壓成型技術(shù)進行了梳理和展望。

金屬；擠壓；專利分析；技術(shù)綜述

1　金屬擠壓成型的概述

金屬擠壓成型是對放在容器內(nèi)的金屬坯料施加外力，使之從特定的?？字辛鞒觯@得所需斷面形狀和尺寸的一種塑性加工方法。約在1797年，英國人布拉曼（S.Braman）設(shè)計了世界上第一臺用于鉛擠壓的機械式擠壓機［1］。經(jīng)過兩百多年的發(fā)展，目前擠壓成型是金屬成型工藝中一個重要的分支，可用于成形一些其它工藝（如軋制、鍛造等）難成型或不能成型的材料，通過改變擠壓出口的形狀，可以獲得類型多樣的擠壓制品，是應用廣泛的金屬成型工藝。

金屬擠壓成型技術(shù)的分類方法有很多種，其中，按照擠壓方向的不同進行分類，金屬擠壓可以分為正向擠壓、反向擠壓和側(cè)向擠壓三種：

（1）正向擠壓 通常將金屬擠壓時制品流出方向與擠壓軸運動方向相同的擠壓，稱為正向擠壓，例如，發(fā)明名稱為“一種實心型材正向擠壓裝置”的專利申請［2］。正擠壓是最基本的擠壓方法，但是正向擠壓時坯料與擠壓筒之間產(chǎn)生相對滑動，存在有很大的外摩擦，使金屬流動不均勻，導致擠壓制品的組織性能不均勻。

（2）反向擠壓 金屬擠壓時制品流出方向與擠壓軸運動方向相反的擠壓，稱為反向擠壓，例如，發(fā)明名稱為“一種實心型材反向擠壓裝置”的專利申請［3］。反擠壓時金屬坯料與擠壓筒壁之間無相對滑動，擠壓能耗也較低，因此在同樣能力的設(shè)備上，反擠壓法可以實現(xiàn)更大變形程度的擠壓變形，或擠壓變形抗力更高的合金。

（3）側(cè)向擠壓 金屬擠壓時制品流出方向與擠壓軸運動方向垂直的擠壓，稱為側(cè)向擠壓。由于其設(shè)備結(jié)構(gòu)和金屬流動特點，側(cè)向擠壓主要用于電線電纜行業(yè)各種復合導線的成形，以及一些特殊的包覆材料成形。

2　金屬擠壓成型專利申請的整體情況

由于技術(shù)的發(fā)展與專利申請密不可分，為了更深入了解金屬擠壓領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展狀況，在專利數(shù)據(jù)庫中對有關(guān)金屬擠壓的專利申請進行統(tǒng)計分析。

2.1國內(nèi)外專利申請發(fā)展狀況

金屬擠壓成型的發(fā)展包括擠壓技術(shù)的發(fā)展和成型工具的發(fā)展；有關(guān)擠壓技術(shù)的專利申請主要集中在大組B21C23/00及其下屬的分類號中，有關(guān)擠壓的成型工具的專利申請主要集中在大組B21C25/00及其下屬的分類號中。在VEN數(shù)據(jù)庫中分別采用分類號B21C23+和B21C25+進行檢索，并以APD字段限定申請日，可以分別統(tǒng)計擠壓技術(shù)及其成型工具的專利申請量隨時間的變化曲線，如圖1所示。

圖1　擠壓技術(shù)及成型工具的專利申請量隨時間的變化曲線

由圖1可知，擠壓技術(shù)的專利申請量從20世紀初開始隨著時間的推移逐漸增長，并在1961-1980期間達到一個高峰期，這是因為從20世紀50年代后期至20世紀80年代初期，歐美、日本等先進國家對建筑、運輸、電力、電子電器用鋁合金擠壓型材需求量的急劇增長，促使擠壓技術(shù)迅猛發(fā)展，相應的專利申請量也急劇上升。隨后擠壓技術(shù)的專利申請量出現(xiàn)下滑，這表明擠壓技術(shù)的發(fā)展逐漸緩慢下來。成型工具的專利申請量隨著擠壓技術(shù)的專利申請量的上升而上升，這也說明，新的擠壓技術(shù)出現(xiàn)會促進新的成型工具的出現(xiàn)，新的擠壓技術(shù)的發(fā)展也會促進成型工具的發(fā)展。近年來，擠壓技術(shù)的專利申請量逐漸下降，但是成型工具的申請量卻維持一個平緩上升的趨勢，這說明成型工具還在不斷地進行改革與創(chuàng)新，成型工具向著生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好的方向發(fā)展，這是企業(yè)不斷追求生產(chǎn)效益的結(jié)果。

2.2國內(nèi)外主要申請人分布情況

在VEN數(shù)據(jù)庫中，以檢索式“/ic B21C23+ or B21C25+”進行檢索，目前金屬擠壓成型領(lǐng)域的專利申請的數(shù)量為27747件。對各個國家的申請量進行統(tǒng)計，其中，日本在金屬擠壓領(lǐng)域的專利申請數(shù)量為3234件，遙遙領(lǐng)先于其他國家；排在第二位的是中國，專利申請數(shù)量為1924件；緊接其后的國家依次是美國、德國、法國和英國。由此可知，金屬擠壓成型技術(shù)的創(chuàng)新和改進主要集中在發(fā)達國家，而中國在金屬擠壓成型領(lǐng)域也占了一席之地。

在VEN數(shù)據(jù)庫中，進一步統(tǒng)計了申請人情況，其中申請量排名前十位的申請人依次是株式會社神戶制鋼所、瑞典通用電器公司、昭和鋁株式會社、古河電氣工業(yè)株式會社、英國原子能管理局、日立電線株式會社、中國西電電氣股份有限公司、斯南普羅吉蒂聯(lián)合股票公司、新日鐵住金株式會社和住友金屬工業(yè)株式會社。由此可知，申請量排名前十位的申請人都是企業(yè)，這說明金屬擠壓技術(shù)的應用可以帶來可觀的經(jīng)濟效益，從而促使企業(yè)不斷地對金屬擠壓技術(shù)進行改革與創(chuàng)新，帶動整個金屬擠壓技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。而且申請量排名前十位的申請人中有六家是日本企業(yè)，與國家分布情況的分析結(jié)果相符合。

3　總結(jié)與展望

自第一臺擠壓機出現(xiàn)以來，金屬擠壓成型技術(shù)在不斷發(fā)展和進步，并且?guī)砹司薮蟮慕?jīng)濟效益和社會效益。我國未來的金屬擠壓成型技術(shù)應該向高性能化、高質(zhì)量化、高效率化和低成本化的方向發(fā)展。此外，還要加強基礎(chǔ)理論研究與工藝技術(shù)創(chuàng)新，這是我國金屬擠壓領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的根本保證。

［1］謝建新.金屬擠壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢［J］.中國材料進展，2013，32（05）：257-259.

［2］昆山集智成模具有限公司.一種實心型材正向擠壓裝置［P］. CN102909230A，2013-02-06.

［3］昆山集智成模具有限公司.一種實心型材反向擠壓裝置［P］. CN102873122A，2013-01-16.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.001