推广 热搜: 电解铝  工艺  铝合金  阳极氧化  技术  铝土矿  热处理  铝材加工  铝及铝合金  氧化 
 
南海灵通铝锭价格

铝管的无润滑挤压工艺技术探讨

   日期:2017-01-06     来源:网络    浏览:991    评论:0    

前面我们讲了一下铝合金管材的润滑挤压,今天我们来谈谈无润滑挤压。

无润滑挤压是指在挤压时,既不润滑挤压筒,也不润滑穿孔针。实践证明,采用无润滑挤压工艺,可以有效地消除润滑挤压时产生的各种擦伤缺陷,获得内表面质量优良的管材。但在挤压过程中,铝与穿孔针直接接触,金属在沿穿孔针表面流动过程中会对其产生很大的摩擦拉力,易发生断针事故。据实测,无润滑挤压铝合金管材时作用在穿孔针上的摩擦拉力约为润滑挤压时的3~4倍。这就要求,一方面,穿孔针要有足够的强度;另一方面,应使用较短锭坯以减少摩擦力。

要提高穿孔针的强度,可以从三个方面入手:一是选用强度更高的材料;二是增大穿孔针薄弱部位(特别是与针支承连接的螺纹部位)的尺寸;三是改进与针支承的连接配合方式。目前用于制作穿孔针的材料主要是3Cr2W8V和4Cr5MoSiV1,更高强度的热挤压用工模具材料还正在研制阶段,未得到推广应用。要想增大穿孔针根部螺纹部位的尺寸,必须考虑针支承和空心挤压杆的强度要求。改进穿孔针与针支承的连接配合方式,在一定程度上可以改善穿孔针的受力条件,提高其稳定性,延长使用寿命。减少锭坯的长度可以减小摩擦拉力,但如果锭坯过短,成品率和生产效率都会降低。

铝管金属压力加工中的外摩擦种类及其影响

在实际的金属压力加工生产中,由于变形方式不同,特点各异,情况要复杂得多。而且变形的工艺条件(变形温度、变形程度,及变形速度)又苛刻多变。因此在金属压力加工中。按接触界面的状态,可能出现如下摩擦类型: 干摩擦,流体润滑摩擦和边界摩擦。 干摩擦实际是指表面上没有润滑剂的摩擦。润滑较困难的镦、锻过程,无润滑挤压铝及铝合金以及其他任何不加润滑剂的加工过程,都可能出现干摩擦的状态。 边界摩擦是指由于润滑剂对金属表面的物理、化学吸附作用,形成一层只有几个分子厚的边界润滑膜的摩擦。 流体润滑摩擦是指在接触界面上存在一层较厚的流体润滑膜,摩擦发生在润滑膜内。在高速轧制与拉拔生产时容易出现这种状态。

由于压力加工时摩擦条件比较恶劣,理想的流体润滑及边界润滑状态较难出现。整个接触面上为单一的摩擦润滑状态较少,多为混合状态。如流体-边界摩擦、边界-干摩擦以及流体-干摩擦等。

比如,有人认为在高速冷轧以及拉拔时,分别测出摩擦系数为0.02~0.03及0.04~0.09,较一般的边界润滑的摩擦系数(油脂系数润滑油为0.1~0.2、矿物油为0.2~0.3)低一个数量级,从而认为加工过程是处于流体润滑摩擦状态。然而,在这两种情况下却同样可观察到轧辊或模具上粘附金属微粒及在润滑油中存在散落的金属磨损粒子。这就表明,上述的加工过程实际是处在一种以流体润滑摩擦为主,并出现边界摩擦、甚至有干摩擦的混合摩擦状态。 对于加工过程中的上述各类摩擦,就其摩擦的规律,可归结到如下两个摩擦定律: ⑴阿芒顿-库仑摩擦定律。摩擦应力正比于法向应力,摩擦系数为常量,故又成常摩擦系数定律。对于水静压强度较小的冲压、拉拔以及其他润滑效果较好的加工过程,此定律较适用。

常摩擦应力摩擦定律。在面压较高的挤压以及润滑较困难的热轧等变形过程中,由于金属的剪切流动主要出现在次表层内,故有τf=τs,摩擦应力为相应变形条件下金属的性能参数。

在实际金属压力加工过程中,接触面上的摩擦规律,除与接触表面的状态(粗糙度、润滑剂等)有关外,还与变形区几何因子密切相关,在某些条件下出现同一接触面上存在常摩擦系数区与常摩擦应力区的混合摩擦状态。这些对于进行变形力能计算时求解有关方程的边界条件是十分重要的。 接触界面上的外摩擦对金属压力加工过程带来很大的影响: 使金属变形时金属的实际变形抗力增大,力能消耗加大; 引起金属不均匀变形,影响制品性能,降低生产成品率; 使加工工模具磨损加大,进而影响制品尺寸精度,并增加生产成本。

在金属压力加工过程中很容易发生工具与变形金属间的粘着(焊合)。相对滑动时,如果切断发生在粘着点的深部,那就会出现金属微粒的转移,工具表面粘附着变形金属,结果改变摩擦表面状态与性质。若工具表面粘附变形金属严重,甚至会变成“同种金属间的摩擦。”因此,工具表面粘附金属后,会增大摩擦与变形力能消耗,损伤制品表面,缩短工具寿命。 在轧制过程中,由于轧辊表面磨损,经一定时间后将影响产品的质量,此时需要重车或重磨,每次重车量0.5~5mm,重磨量0.01~0.05mm。

轧辊的允许重车率:

初轧机:10~12%

型钢轧机:8~10%

中厚板轧机:3~6%

在金属压力加工的摩擦过程中同样伴随有磨损现象。上述工具表面粘附金属的过程,就是加工制品的粘着磨损过程,只是由于对制品而言,往往是发生在一个或几个道次中,故磨损本身并不为人们所重视。

加工所用的工模具,虽然其硬度比变形金属高得多,但由于往往是在高压、高速以及高温条件下连续使用,其表面通过质点转移到变形金属上或粘附金属一起脱落等过程,出现严重磨损,结果不仅影响制品表面质量与尺寸精度,而且增加工具消耗,提高生产成本。

生产中摩擦有效性的利用

在实际生产中,摩擦并非是百害无益的东西,有时可以直接加以利用,有时则设法变害为利,这就是生产中利用外摩擦有效性的问题。在实际生产中,通常也并非摩擦越小越好,对润滑剂的要求则是适当的润滑性与良好的综合性能。 在开坯轧制中,增大摩擦可以改变咬如条件,强化轧制过程;

在冲压生产中增大冲头与板片之间的摩擦可以强化生产工艺,减少由于缩颈冲裂等造成的废品;无润滑挤压或增加挤压垫片端面摩擦阻力等措施,有利于减少制品中“挤压缩尾”。 在精轧板带材时,为了提高成品表面光洁度,人们常使用粘度较小的所谓“薄油”,以利用轧辊对其表面的磨光作用。类似例子在实际生产中是很多的。

近年来,在深入研究接触摩擦规律,寻找有效润滑剂和润滑方法来减少摩擦有害影响的同时,积极开展了利用摩擦有效性的研究。所谓摩擦有效性,就是通过强制改变和控制工具与变形金属接触滑移运动的特点,使摩擦应力能促进金属的变形发展。通过接触滑移运动的特点,使摩擦应力能促进金属的变形发展。通过这种方法可以减少或消除摩擦力的有害影响。

 
打赏
 
更多>同类技术
0相关评论

推荐图文
推荐技术
点击排行

网站首页  |  铝材QQ群大全  |  大沥著名铝企  |  铝锭手机短信  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  RSS订阅  |  违规举报  |  湘ICP备16001844号  |