CN106914502A - 一种活垫挤压生产法及挤压成型系统 - Google Patents

Abstract

一种活垫挤压生产法及挤压成型系统，涉及金属压力加工领域。活垫挤压生产法包括将加热的挤压活垫与锭坯置入挤压机并使挤压活垫位于锭坯与挤压垫之间，挤压成型。加热后的挤压活垫的变形抗力为锭坯在加工温度时的变形抗力的60％～140％。挤压成型系统包括挤压装置、活垫加热装置和活垫输送装置。挤压装置包括相配合的挤压垫和挤压模，挤压垫和挤压模之间具有用于放置加热后的挤压活垫的第一空间和用于放置锭坯的第二空间，第一空间靠近挤压垫。二者均能消除压余，提高锭坯成材率，拓展挤压成型的品种和规格。

Description

一种活垫挤压生产法及挤压成型系统

技术领域

本发明涉及金属压力加工领域，具体而言，涉及一种活垫挤压生产法及挤压成型系统。

背景技术

挤压机主要用于管材以及异型材生产，其工作原理是：通过对加热后的圆柱状锭坯，由挤压杆将锭坯推入挤压筒，这样就形成了由挤压筒、模子、模座及挤压垫构成的基本密封的空间，由挤压杆在锭坯尾端施加轴向压力，金属在该容器内受三向压应力后变形，金属从模孔的间隙流出形成规定形状的挤压制品。由于挤压生产方式的独特性，在挤压的最后阶段，由于存在金属流动变形的死区，造成坯料尾端部分金属不能挤出模孔，这部分金属在挤压变形结束后就留在了挤压筒内，称为挤压压余。

挤压压余不仅使本体金属受到较大损失，降低了成材率，而且还需要后处理将挤压压余部分切除，又降低了生产效率并同时提高了生产成本。因此，挤压压余对挤压工序提出了新的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活垫挤压生产法，其能够有效消除挤压压余，提高锭坯成材率和生产效率，并拓展了挤压成型的品种和规格。

本发明的另一目的在于提供一种挤压成型系统，其能够有效消除挤压压余，提高锭坯成材率和生产效率，并拓展了挤压成型的品种和规格。

本发明的实施例是这样实现的：

一种活垫挤压生产法，其包括：

将加热后的挤压活垫与锭坯置入挤压机并使挤压活垫位于锭坯与挤压机的挤压垫之间，挤压成型。其中，加热后的挤压活垫的变形抗力为锭坯在加工温度时的变形抗力的60％～140％。

该活垫挤压生产法能够有效消除挤压压余，提高锭坯成材率和生产效率，并拓展了挤压成型的品种和规格。

一种挤压成型系统，其包括：挤压装置、活垫加热装置和活垫输送装置。挤压装置包括相互配合的挤压垫和挤压模，挤压垫和挤压模之间具有用于放置加热后的挤压活垫的第一空间和用于放置锭坯的第二空间，第一空间靠近挤压垫。活垫加热装置用于对挤压活垫进行加热。活垫输送装置用于将加热后的挤压活垫输送至挤压装置。

该挤压成型系统能够有效消除挤压压余，提高锭坯成材率和生产效率，并拓展了挤压成型的品种和规格。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供的活垫挤压生产法能够有效消除锭坯在挤压成型过程中的挤压压余，提高锭坯的成材率，降低了锭坯的损失，适用于对价值高的锭坯进行挤压加工。利用常规方法进行挤压成型时，挤压完成后挤压材与挤压压余需要通过热锯切断分离，增加了后处理步骤。而本发明实施例提供的活垫挤压生产法中挤压材与挤压压余本身就是分离的，不需进行热锯锯切，提高了生产效率，同时也节约了后处理成本，适用于截面积大、难以锯切甚至无法锯切的材料，同时本发明实施例提供的活垫挤压生产法实现了热锯无法锯切的材料也能够进行挤压生产，拓展了挤压成型的品种和规格。

本发明实施例提供的挤压成型系统能够有效消除挤压压余，提高锭坯成材率和生产效率，并拓展了挤压成型的品种和规格。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的活垫挤压生产法的第一挤压状态示意图；

图2为利用常规方法进行挤压成型的示意图；

图3为本发明实施例1提供的活垫挤压生产法的第二挤压状态示意图；

图4为本发明实施例1提供的活垫挤压生产法中的挤压活垫的立体图。

图标：100-挤压活垫；110-环形侧壁；200-锭坯；300-挤压机；310-挤压垫；311-挤压侧壁；320-挤压芯棒；330-挤压筒；400-挤压材；500-挤压压余。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明的实施例提供一种活垫挤压生产法，其包括将加热后的挤压活垫与锭坯置入挤压机并使挤压活垫位于锭坯与挤压机的挤压垫之间，挤压成型。具体请参阅图1，加热后的挤压活垫100与锭坯200被置入挤压机300中，且挤压活垫100位于锭坯200和挤压机300的挤压垫310之间。

与利用常规方法进行挤压成型相比，常规方法进行挤压成型时，如图2所示，挤压完成后挤压材400与挤压压余500是一体的，需要通过热锯将挤压材400与挤压压余500分离，增加了后处理步骤和处理成本，特别是当挤压材400不容易进行切割时，挤压材400与挤压压余500之间的分离成本会更高，同时分割面的平整性也会受到影响。

本发明实施例提供的活垫挤压生产法中，请参阅图2和图3，由于挤压压余500被挤压活垫100取代，换句话说，此时挤压机300中的压余实际是挤压活垫100产生的压余，而挤压材400与挤压活垫100本身就是分离的，不需进行热锯锯切，提高了生产效率，同时简化了后处理步骤，也节约了后处理成本，适用于截面积大、难以锯切甚至无法锯切的材料，特别是本发明实施例提供的活垫挤压生产法实现了热锯无法锯切的材料也能够进行挤压生产，大大拓展了挤压成型的品种和规格。同时，锭坯200全部转化成挤压材400，提高了锭坯200的成材率。本发明实施例提供的活垫挤压生产法能够有效部分消除甚至全部消除锭坯200在挤压成型过程中的挤压压余500，提高锭坯200的成材率，降低锭坯200的损失，特别适用于对价值高的锭坯材料进行挤压加工。

其中，加热后的挤压活垫100的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的60％～140％。加热后的挤压活垫100的变形抗力在该范围内时，可以使挤压活垫100与锭坯200在挤压过程中的延展以及形变规律保持基本一致，使挤压机300在同时挤压锭坯200和挤压活垫100的挤压情况与单独挤压锭坯200的挤压情况保持基本相同，进而保证挤压活垫100能够充分填充锭坯200的挤压压余500，使锭坯200的挤压压余500被挤压活垫100替代，使锭坯200的挤压压余500也可以被成型为挤压材400。

需要说明的是，锭坯200的加工温度为锭坯200在可以进行挤压成型时的温度。当锭坯200使用的材料不同时，其加工温度也会有所不同，对挤压活垫100的加热温度也会有所不同。当挤压活垫100使用的材料不同时，为了使加热后的挤压活垫100的变形抗力处于锭坯200在加工温度时的变形抗力的60％～140％这个范围内，对挤压活垫100的加热温度也会不同。但是只要满足加热后的挤压活垫100的变形抗力处于锭坯200在加工温度时的变形抗力的60％～140％这个范围即可。制备挤压活垫100的材料并不限制，只要满足其加热后的挤压活垫100的变形抗力处于锭坯200在加工温度时的变形抗力的60％～140％这个范围，或者不加热其变形抗力就处于锭坯200在加工温度时的变形抗力的60％～140％这个范围。较优选地，制备挤压活垫100的材料选用价值较低的材料，例如碳合钢、锭坯200的残料等。

进一步地，较优选地，加热后的挤压活垫100的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的80％～120％。又进一步地，加热后的挤压活垫100的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的90％～110％。加热后的挤压活垫100的变形抗力与锭坯200在加工温度时的变形抗力越接近，对挤压压余500的消除效果就越好，同时挤压成型的挤压材400的质量也越好。

请参阅图1、图2和图3，进一步地，挤压活垫100在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影位于挤压垫310在垂直于其自身的运动方向的平面的投影的范围内。较优选地，挤压活垫100与挤压垫310二者在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影重合时，即挤压活垫100在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影刚好位于挤压垫310在垂直于其自身的运动方向的平面的投影的范围内，此时挤压活垫100可以更加充分地消除挤压压余500，可以有效防止在挤压成型过程中出现锭坯200中的锭坯材料受压力作用而出现反冲的问题，即可以避免锭坯材料被挤压到挤压活垫100的环形侧壁110位置或挤压垫310的挤压侧壁311的位置，这样可以避免锭坯200的挤压压余500出现部分残留，提高了对锭坯200的挤压压余500消除的彻底性。

需要说明的是，在挤压生产实心挤压材产品时，挤压活垫100与挤压垫310二者在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影重合时，即挤压活垫100和挤压垫310均呈大致的实心饼状，可以消除压余，保证锭坯200充分成材。

在挤压生产管型挤压材产品时，锭坯200为管状坯，如图1、图2和图3所示，由于挤压过程中需要使用挤压芯棒320，相应的，挤压活垫100和挤压垫310均呈环状，挤压活垫100与挤压垫310二者在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影重合，不仅可以避免锭坯材料被挤压到挤压活垫100的环形侧壁110位置或挤压垫310的挤压侧壁311的位置，还可以避免锭坯材料从挤压活垫100与挤压芯棒320之间、挤压垫310与挤压芯棒320之间发生反冲。同样可以消除挤压压余500，保证锭坯200充分成材。

如图1、图2和图3所示，进一步地，锭坯200在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影的最大轮廓位于挤压活垫100在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影的最大轮廓的范围内。较优选地，挤压活垫100与锭坯200二者在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影的最大轮廓重合时，即锭坯200在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影的最大轮廓刚好位于挤压活垫100在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影的最大轮廓范围内，此时，不仅可以防止锭坯材料发生反冲，还可以防止挤压活垫100被压入锭坯200，不仅可以保证对挤压压余500的充分消除，还可以保证在挤压成型完成后，挤压活垫100与锭坯200形成的挤压材400之间便于分离。

请参阅图1、图2、图3和图4，进一步地，当挤压生产管型挤压材产品时，锭坯200为管状坯，如图1所示，由于挤压过程中需要使用挤压芯棒320，相应的，挤压活垫100和挤压垫310均呈环状。此时，挤压活垫100的内径大于或等于锭坯200的内径。需要说明的是，当挤压活垫100的内径大于锭坯200的内径时，挤压活垫100的内径最大为锭坯200的内径的130％。当挤压活垫100的内径大于锭坯200的内径且小于或等于锭坯200内径的130％时，在挤压成型过程中，由于挤压成型整个过程持续时间很短，而且沿挤压垫310的运动方向，挤压芯棒320对锭坯200具有形状限制作用，所以锭坯200的锭坯材料不容易从挤压芯棒320与挤压活垫100之间的间隙发生反冲，这样可以进一步使锭坯200可以充分成材，避免锭坯200的挤压压余500出现残留而导致成材率下降。

较优选地，挤压活垫100的内径等于锭坯200的内径。此时，可以进一步避免由于沿挤压垫310的运动方向的摩擦力而导致锭坯材料由挤压芯棒320与挤压活垫100之间的间隙发生反冲的可能性，进一步确保锭坯200可以充分成材，进一步避免锭坯200的挤压压余500出现残留而导致成材率下降。此外，还可以保证在挤压成型过程中，挤压活垫100与锭坯200之间不容易发生相互渗入，使成型完成后，挤压材400可以与挤压活垫100顺利分离。

进一步地，沿挤压垫310的运动方向，挤压活垫100的厚度大于或等于挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度。这样可以保证锭坯200的挤压压余500被挤压活垫100充分替代，防止出现锭坯200的挤压压余500的残留，使锭坯200充分成材，尽可能提高成材率。需要说明的是，锭坯200的挤压压余500可以提前进行测量，即在不使用挤压活垫100的情况下对锭坯200进行挤压成型以测量其挤压压余500。当在使用不同的挤压设备进行挤压成型时，也需要测量相应的挤压压余，以确定挤压活垫100的厚度范围。较优选地，挤压活垫100的厚度为挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度的120％。这样不仅可以尽可能使锭坯200的成材率提高，也可以使挤压活垫100的材料用量得到节省，避免浪费。

较优选地，沿挤压垫310的运动方向，挤压活垫100的厚度大于挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度。具体地，锭坯200和挤压活垫100进行挤压成型时，挤压活垫100挤压后要能够与锭坯200一起参与变形，为保证更加充分地消除挤压压余500并使挤压材400能够更加方便地与挤压活垫100分离，需要挤压活垫100能够被挤出100mm左右。故挤压活垫100的厚度在体积上应满足大于或等于挤压压余500加上100mm长度的挤压材400对应的体积，因此挤压活垫100的厚度要大于挤压压余500厚度。

进一步地，加热后的挤压活垫100的表面具有玻璃粉层。

进一步地，锭坯200的表面也具有玻璃粉层。

玻璃粉一方面起到润滑作用，减小锭坯200以及挤压活垫100在挤压成型过程中所受到的摩擦力，避免锭坯200中的锭坯材料由于摩擦力而附着于挤压筒330的内壁，即防止出现锭坯200的损失，提高成材率。另一方面，玻璃粉也具有隔离作用，玻璃粉附着于挤压活垫100和锭坯200的表面后，受热软化形成一层玻璃流体层，对挤压活垫100和锭坯200之间具有隔离作用，可以防止在挤压过程中出现挤压活垫100与锭坯200之间相互渗入，提高了锭坯200的成材率，也使得成型完成后，挤压材400可以与挤压活垫100顺利分离。

综上所述，本发明的实施例提供的活垫挤压生产法能够有效消除挤压压余500，提高锭坯200的成材率和生产效率，并拓展了挤压成型的品种和规格。如图1所示，挤压成型开始后，在挤压垫310的挤压力作用下，首先是锭坯200先被挤压成型并转化为挤压材400。随着挤压的继续，由于挤压活垫100的存在，锭坯200的挤压压余500被完全替代，锭坯200的挤压压余500也转化为挤压材400，如图3所示，此时锭坯200已经不存在挤压压余500，挤压活垫100占据了挤压压余500的位置。由于挤压活垫100与锭坯200本身就是相分离的，挤压完成后，挤压材400与挤压活垫100也是相分离的，无需再进行切割操作。本发明的实施例提供的活垫挤压生产法能够有效消除挤压压余500，提高锭坯200成材率和生产效率，节约成本，并拓展了挤压成型的品种和规格。

本发明的实施例还提供一种挤压成型系统(图未示)，其包括：挤压装置、活垫加热装置和活垫输送装置。挤压装置包括相互配合的挤压垫和挤压模，挤压垫和挤压模之间具有用于放置加热后的挤压活垫的第一空间和用于放置锭坯的第二空间，第一空间靠近挤压垫。活垫加热装置用于对挤压活垫进行加热。活垫输送装置用于将加热后的挤压活垫输送至挤压装置。

进一步地，挤压成型系统还包括用于对加热后的挤压活垫施加玻璃粉的加粉装置，加粉装置设置于活垫输送装置。

本发明的实施例提供的挤压成型系统的工作原理是：挤压活垫于活垫加热装置被加热，使挤压活垫的变形抗力为锭坯在加工温度时的变形抗力的60％～140％。此时，加热后的挤压活垫由活垫输送装置输送至挤压装置，在活垫输送装置输送挤压活垫的过程中，加粉装置为挤压活垫施加玻璃粉。挤压活垫被输送至挤压装置后，挤压活垫于锭坯均位于挤压垫和挤压模之间且挤压活垫位于锭坯的靠近挤压垫一侧。挤压成型。

本发明的实施例提供的挤压成型系统能够有效消除挤压压余，提高锭坯成材率和生产效率，节约成本，并拓展了挤压成型的品种和规格。

实施例1

本实施例提供一种活垫挤压生产法，包括：将锭坯200加热至其加工温度，并将挤压活垫加热。将加热后的挤压活垫与锭坯200置入挤压机300，并使挤压活垫位于锭坯200与挤压机300的挤压垫310之间，挤压成型。本实施例提供的活垫挤压生产法中的挤压活垫呈圆环状，锭坯200为管状坯。

其中，本实施例提供的活垫挤压生产法中的挤压活垫：

加热后的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的100％；

由碳合钢制成；

与挤压垫310二者在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影重合；

与锭坯200二者在垂直于挤压垫310的运动方向的平面的投影的最大轮廓重合；

内径等于锭坯200的内径；

厚度为挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度的120％；

表面施加有玻璃粉层。

实施例2

本实施例提供一种活垫挤压生产法，与实施例1中的活垫挤压生产法不同的是，本实施例提供的活垫挤压生产法中的挤压活垫：

加热后的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的90％；

呈圆环状，其内径等于锭坯200的内径的105％；

其厚度为挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度的115％。

实施例3

本实施例提供一种活垫挤压生产法，与实施例1中的活垫挤压生产法不同的是，本实施例提供的活垫挤压生产法中的挤压活垫：

加热后的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的110％；

呈圆环状，其内径等于锭坯200的内径的110％；

其厚度为挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度的110％。

实施例4

本实施例提供一种活垫挤压生产法，与实施例1中的活垫挤压生产法不同的是，本实施例提供的活垫挤压生产法中的挤压活垫：

加热后的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的80％；

呈圆环状，其内径等于锭坯200的内径的115％；

其厚度为挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度的110％。

实施例5

本实施例提供一种活垫挤压生产法，与实施例1中的活垫挤压生产法不同的是，本实施例提供的活垫挤压生产法中的挤压活垫：

加热后的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的120％；

呈圆环状，其内径等于锭坯200的内径的120％；

其厚度为挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度的105％。

实施例6

本实施例提供一种活垫挤压生产法，与实施例1中的活垫挤压生产法不同的是，本实施例提供的活垫挤压生产法中的挤压活垫：

加热后的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的60％；

呈圆环状，其内径等于锭坯200的内径的100％；

其厚度为挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度的100％。

实施例7

本实施例提供一种活垫挤压生产法，与实施例1中的活垫挤压生产法不同的是，本实施例提供的活垫挤压生产法中的挤压活垫：

加热后的变形抗力为锭坯200在加工温度时的变形抗力的140％；

呈圆环状，其内径等于锭坯200的内径的100％；

其厚度为挤压机300中锭坯200的挤压压余500的厚度的120％。

实验例

以40Cr锭坯为挤压实验对象，分别用实施例1～实施例7所提供的活垫挤压生产法将40Cr锭坯挤压成型，并统计：是否存在挤压压余、挤压材与挤压活垫之间连接状态。统计结果如表1所示：

表1实施例1～实施例7提供的活垫挤压生产法挤压成型结果统计

由上表可以看出，本发明实施例提供的活垫挤压生产法能够有效消除挤压压余，使锭坯的挤压压余也可以成材，提高了锭坯的成材率。并且挤压成型完成后，挤压活垫与挤压材之间处于相互分离的状态，无需再进行切割分离，简化了生产步骤并节约了生产成本。本发明实施例提供的活垫挤压生产法特别适用于价值较高的材料的挤压成型。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活垫挤压生产法，其特征在于，包括：

将加热后的挤压活垫与锭坯置入挤压机并使所述挤压活垫位于所述锭坯与所述挤压机的挤压垫之间，挤压成型；加热后的所述挤压活垫的变形抗力为所述锭坯在加工温度时的变形抗力的60％～140％。

2.根据权利要求1所述的活垫挤压生产法，其特征在于，加热后的所述挤压活垫的变形抗力为所述锭坯在加工温度时的变形抗力的80％～120％。

3.根据权利要求2所述的活垫挤压生产法，其特征在于，加热后的所述挤压活垫的变形抗力为所述锭坯在加工温度时的变形抗力的90％～110％。

4.根据权利要求1所述的活垫挤压生产法，其特征在于，所述挤压活垫与所述挤压垫二者在垂直于所述挤压垫的运动方向的平面的投影重合。

5.根据权利要求1所述的活垫挤压生产法，其特征在于，所述锭坯在垂直于所述挤压垫的运动方向的平面的投影的最大轮廓位于所述挤压活垫在垂直于所述挤压垫的运动方向的平面的投影的最大轮廓的范围内。

6.根据权利要求5所述的活垫挤压生产法，其特征在于，所述挤压活垫呈圆环状，所述锭坯为管坯，所述挤压活垫的内径大于或等于所述锭坯的内径。

7.根据权利要求1所述的活垫挤压生产法，其特征在于，沿所述挤压垫的运动方向，所述挤压活垫的厚度大于或等于所述挤压机中所述锭坯的挤压压余的厚度。

8.根据权利要求1所述的活垫挤压生产法，其特征在于，加热后的所述挤压活垫表面具有玻璃粉层。

9.一种挤压成型系统，其特征在于，包括：

挤压装置，所述挤压装置包括相互配合的挤压垫和挤压模，所述挤压垫和所述挤压模之间具有用于放置加热后的挤压活垫的第一空间和用于放置锭坯的第二空间，所述第一空间靠近所述挤压垫；

用于对所述挤压活垫进行加热的活垫加热装置；

以及用于将加热后的所述挤压活垫输送至所述挤压装置的活垫输送装置。

10.根据权利要求9所述的挤压成型系统，其特征在于，所述挤压成型系统还包括：用于对加热后的所述挤压活垫施加玻璃粉的加粉装置，所述加粉装置设置于所述活垫输送装置。