CN1186139C - 一种保温热挤压方法及其专用挤压筒 - Google Patents
一种保温热挤压方法及其专用挤压筒 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1186139C CN1186139C CNB011388005A CN01138800A CN1186139C CN 1186139 C CN1186139 C CN 1186139C CN B011388005 A CNB011388005 A CN B011388005A CN 01138800 A CN01138800 A CN 01138800A CN 1186139 C CN1186139 C CN 1186139C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- extrusion
- blank
- hot
- recipient
- billets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 13
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 9
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 5
- 238000012802 pre-warming Methods 0.000 claims description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001098 inconels 690 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 208000034189 Sclerosis Diseases 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910000816 inconels 718 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
一种保温热挤压方法，其特征在于采用分体式的挤压筒，热挤压工艺过程为：坯料与移动挤压筒都加热到热挤压温度，一同装入固定挤压筒中，仅在坯料上加载，挤压完毕后，退出移动挤压筒进入下一热挤压循环。本发明可以充分利用热挤压坯料的高温塑性，热挤压坯料的温度不下降或下降很小，因此可以降低热挤压时的挤压速度，而放慢挤压速度可以使坯料有充分的时间发生动态再结晶，挤压后的坯料性能得到很大的提高。固定挤压筒不与高温热挤压坯料直接接触，热挤压过程中也不参与高温摩擦，这样也大大提高了固定挤压模的使用寿命。由于移动挤压筒是与坯料配合的，因此即使某一移动挤压筒损坏也不会影响其它坯料的挤压，移动挤压筒的维修及更换非常方便。
Description
技术领域：
本发明涉及金属材料的热加工技术，具体提供了一种特别适用于黑色金属、高温合金及变形抗力较大的合金的保温热挤压方法。
背景技术：
金属热挤压成形，对于有色金属，特别是对于铜、铝及其合金来说，已是很成熟的技术，但对黑色金属来说，热挤压的历史还比较短。黑色金属热挤压不易成功的主要原因是变形抗力大、挤压温度高。热挤压黑色金属必须在润滑条件下进行，玻璃在高温时软化，利用熔融玻璃的润滑性能减少摩擦，同时利用玻璃良好的隔热性能来抑制工具的温升，防止工具烧伤。温度的下降导致玻璃润滑性能劣化，同时，热挤压坯料的变形抗力也急剧上升，因此维持合适的温度是热挤压这类材料能否成功的关键所在。
目前，黑色金属或高温合金材料的热挤压工艺一般是，将坯料先在低温预热，然后在表面涂上玻璃粉，再将坯料放入高温炉中加热到挤压温度保温一段时间(时间长短根据坯料壁厚，材质类型来确定)，此时高温润滑用的玻璃粉溶化并均匀分布于坯料表面，将加热的热坯料快速放入挤压筒中立即加压。在此过程中，移动热挤压坯料速度稍慢或者加压稍慢，都会引起温度的下降，就会导致挤压失败。热挤压时坯料直接与较冷的挤压筒接触，这是坯料温降较大的主要原因。为了尽量减小挤压坯温度下降就必须缩短坯料放入和开始挤压的时间，提高挤压速度。
另外，温度较低的挤压筒使坯料表面的玻璃润滑剂流动性下降，粘度增加，从而增加了挤压筒与坯料之间的摩擦。摩擦力增加对热挤压的影响是：使总的挤压力增加(因为摩擦力消耗总挤压力高达30％～40％)；摩擦热使坯料升温，使挤压过程中坯料各部位温度不一致，致使尺寸不均匀，精度下降；因摩擦作用坯料表层金属发生激烈的剪切变形，热处理后形成粗大的晶粒层；因摩擦作用使金属流动不均匀，热挤压坯料的中心部位材料流动较边部快，易使表面产生裂纹。同时由于玻璃润滑剂的硬化造成挤压时坯料表面的划伤。加热挤压筒可以缓解坯料的温降但会导致挤压筒强度下降，挤压筒的寿命也急剧减小，受材料的限制，提高挤压筒的高温性能十分困难。
技术内容：
针对上述存在的问题，本发明提供了一种新的热挤压工艺，即保温热挤压方法，其特征在于采用分体式的挤压筒，热挤压工艺过程为：
坯料与移动挤压筒都加热到热挤压温度，一同装入固定挤压筒中，仅在坯料上加载，挤压完毕后，退出移动挤压筒进入下一热挤压循环。
本发明保温热挤压方法适用于各种金属材料的热挤压，特别适用于黑色金属、高温合金及变形抗力较大的合金。
本发明保温热挤压方法中，可以首先将坯料与移动挤压筒低温预热后，在坯料的表面涂以润滑剂，再加热到热挤压温度，润滑剂首选为玻璃粉。在移动挤压筒与固定挤压筒之间宜采用一般的高温液体或固体润滑剂。
本发明保温热挤压方法中，所述坯料与移动挤压筒可以套在一起共同加热到热挤压温度，也可以分别加热到热挤压温度。
另外，根据具体的热挤压工艺，本发明保温热挤压方法中所述固定挤压筒可预热或不预热。
本发明还提供了专用于上述保温热挤压方法的挤压筒，其特征在于挤压筒被分为固定挤压筒和移动挤压筒两个部分；固定挤压筒与传统挤压筒相同，是挤压筒的主体，固定在挤压模具上；移动挤压筒的内表面与待热挤压的坯料配合，外部与固定挤压筒配合。
本发明保温热挤压方法的技术关键是将挤压筒分为固定的和移动的两部分，使传热边界与摩擦边界分离。高温的移动挤压筒保证了坯料在热挤压过程中可一直保持在高温状态，可以充分发挥坯料高温时的塑性，而且还保证了玻璃润滑剂在热挤压过程中流动性不降低，这样就可大大减小挤压过程中的摩擦力，玻璃润滑剂效率的充分发挥使坯料热挤压时的挤压力降低。
与现有的热挤压方法相比，采用本发明的热挤压方式，可以充分利用热挤压坯料的高温塑性，热挤压坯料的温度不下降或下降很小，因此可以降低热挤压时的挤压速度，而放慢挤压速度可以使坯料有充分的时间发生动态再结晶，挤压后的坯料性能得到很大的提高。固定挤压筒不与高温热挤压坯料直接接触，热挤压过程中也不参与高温摩擦，这样也大大提高了固定挤压模的使用寿命。由于移动挤压筒是与坯料配合的，因此即使某一移动挤压筒损坏也不会影响其它坯料的挤压，移动挤压筒的维修及更换非常方便。
附图说明：
图1传统的热挤压工艺模具示意图；
图2保温热挤压工艺模具示意。
具体实施方式：
本发明的所有实施例均采用如图2所示的保温热挤压工艺模具，但并不限制本发明，其中固定挤压筒11与传统挤压筒1相同，是挤压筒的主体，固定在挤压模具2(中衬21、外模22、锥形模23)上，可用传统的挤压筒材料，如热模具钢，制造，根据具体的热挤压工艺固定挤压筒可预热或不预热。
移动挤压筒12可根据所挤压的合金的种类及形状选材。移动挤压筒12的内表面与待热挤压的坯料3配合，外部与固定挤压筒11配合。移动挤压筒12与固定挤压筒11之间由于不是主要的摩擦边界，可以采用一般的高温液体或固体润滑，而坯料3与移动挤压筒12之间仍采用玻璃润滑。
具体热挤压工艺过程为：
坯料3与移动挤压筒12经低温预热后，在坯料3的表面涂上玻璃粉，移动挤压筒12与热挤压坯料3都加热到热挤压温度，保温相应的时间，然后将移动挤压筒12与坯料3一同装入固定挤压筒11中加压，热挤压时只在坯料3上加载，使其受力变形，而移动挤压筒12不被加载，且被固定挤压筒11约束，因此移动挤压筒12不变形或变形很小，挤压完毕后，退出移动挤压筒12进入下一热挤压循环。
实施例1：热挤压圆形1Cr18Ni9Ti不锈棒材
固定挤压筒和移动挤压筒材料为热作模具钢，两挤压筒的配合锥度为1°。热挤压坯料的尺寸为：ф82×260mm，将热挤压坯料在300℃预热，在坯料的外表面涂上玻璃粉后与移动挤压筒装配到一起放入高温炉中加热到1140℃，保温40分钟后，装入固定挤压筒挤压，挤压时只在坯料上加载。挤压前在固定挤压筒内壁上喷涂石墨润滑剂。挤压速度为30mm/s。挤压结束后从上部退出移动挤压筒与下一个涂完玻璃粉的坯料装配放入高温炉中加热。挤压后的坯料直接淬入水中，坯料直径为ф40mm，挤压后的坯料表面光洁。
实施例2：热挤压圆形Inconel 690高温合金棒材
热挤压工具与实施例1相同。热挤压坯料的尺寸为：ф82×260mm，将热挤压坯料在300℃预热，在坯料的外表面涂上玻璃粉后加热到1140℃，保温50分钟后，与加热到同一温度的移动挤压筒装配，装入固定挤压筒挤压。挤压前在固定挤压筒上喷涂石墨润滑剂。挤压速度为40mm/s。挤压后的坯料直接淬入水中，坯料直径为ф36mm，挤压后的坯料表面光洁。
实例3：热挤压不锈钢和高温合金管材
挤压筒与例1、例2相同，热挤压坯料的外径和长度为ф82×260mm，内径为ф25mm，热挤压使用ф24的挤压针。将坯料与移动挤压筒分别在300℃预热，在坯料的外表面和内表面涂上玻璃粉后与移动挤压筒装配到一起放入高温炉中加热到1140℃，保温40分钟后挤压。挤压前在固定挤压筒上喷涂石墨润滑剂。挤压速度为30mm/s。热挤压出的管材外径为ф36mm，内径为ф24mm。成功挤压出1Cr25Ni20Si2不锈钢管材、Inconel690合金管材和Inconel718合金管材。
实例4：热挤压铝合金管材
挤压筒与例1、例2相同，热挤压坯料的外径和长度为ф84×200mm，内径为ф27mm，热挤压使用ф27的挤压针。将坯料与移动挤压筒分别在180℃预热，在坯料的外表面和内表面涂上油质石墨后与移动挤压筒装配到一起放入加热炉中加热到420℃，保温40分钟后挤压。挤压前在固定挤压筒上喷涂石墨润滑剂。挤压速度为10mm/s。热挤压出的管材外径为ф40mm，内径为ф27mm。成功挤压出LF5铝合金管材。
Claims (7)
1、一种保温热挤压方法，其特征在于采用分体式的挤压筒，热挤压工艺过程为：
坯料与移动挤压筒都加热到热挤压温度，一同装入固定挤压筒中，仅在坯料上加载，挤压完毕后，退出移动挤压筒进入下一热挤压循环。
2、按照权利要求1所述保温热挤压方法，其特征在于所述坯料为黑色金属、高温合金及变形抗力较大的合金。
3、按照权利要求1或2所述保温热挤压方法，其特征在于首先将坯料与移动挤压筒低温预热后，在坯料的表面涂以润滑剂，再加热到热挤压温度。
4、按照权利要求3所述保温热挤压方法，其特征在于所述润滑剂为玻璃粉。
5、按照权利要求3所述保温热挤压方法，其特征在于所述移动挤压筒与固定挤压筒之间采用石墨润滑剂。
6、按照权利要求1所述保温热挤压方法，其特征在于所述坯料与移动挤压筒套在一起共同加热到热挤压温度。
7、一种保温热挤压筒，其特征在于挤压筒被分为固定挤压筒和移动挤压筒两个部分，固定挤压筒是挤压筒的主体，固定在挤压模具上；移动挤压筒的内表面与待热挤压的坯料配合，外部与固定挤压筒配合；在热挤压工艺过程中，坯料与移动挤压筒都加热到热挤压温度，一同装入固定挤压筒中，仅在坯料上加载，挤压完毕后，退出移动挤压筒进入下一热挤压循环。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011388005A CN1186139C (zh) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 一种保温热挤压方法及其专用挤压筒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011388005A CN1186139C (zh) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 一种保温热挤压方法及其专用挤压筒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1425513A CN1425513A (zh) | 2003-06-25 |
| CN1186139C true CN1186139C (zh) | 2005-01-26 |
Family
ID=4674762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB011388005A Expired - Fee Related CN1186139C (zh) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 一种保温热挤压方法及其专用挤压筒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1186139C (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014111724B4 (de) * | 2014-08-18 | 2016-03-03 | Kamax Holding Gmbh & Co. Kg | Matrizenmodulsatz für Presswerkzeuge zum Herstellen von Schrauben |
| CN104593702B (zh) * | 2015-02-12 | 2016-08-24 | 邯郸新兴特种管材有限公司 | 难变形高温合金挤压方法 |
| CN107262547A (zh) * | 2017-07-07 | 2017-10-20 | 广东工业大学 | 一种挤压机等温挤压的温度智能控制装置 |
| CN107159737A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-15 | 广东工业大学 | 一种挤压机 |
| CN108262364B (zh) * | 2018-01-19 | 2020-09-25 | 西北有色金属研究院 | 一种微细管挤压温度控制装置 |
| CN109663830A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-04-23 | 南通市荣力达铝业有限公司 | 一种改进型铝合金挤压筒及其制造方法 |
| CN109877180A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-06-14 | 西安建筑科技大学 | 一种用于测量挤压筒内壁摩擦因数的热挤压装置及方法 |
| JP7010441B1 (ja) * | 2020-12-08 | 2022-01-26 | 丸嘉工業株式会社 | 管材の製造方法 |
-
2001
- 2001-12-11 CN CNB011388005A patent/CN1186139C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1425513A (zh) | 2003-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1186139C (zh) | 一种保温热挤压方法及其专用挤压筒 | |
| Lee et al. | Effects of chamber shapes of porthole die on elastic deformation and extrusion process in condenser tube extrusion | |
| JP2016512172A (ja) | 合金を鍛造するための物品、システム、および方法 | |
| CN100337764C (zh) | 一种NiTi合金管坯高速率热挤压方法 | |
| Cho et al. | Process design of the cold forging of a billet by forward and backward extrusion | |
| CN101109061B (zh) | 镁合金室温静液挤压变形强化工艺 | |
| Mamalis et al. | Fabrication of bimetallic rods by explosive cladding and warm extrusion | |
| CN105268753A (zh) | 一种挤压机及利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法 | |
| CN105499293A (zh) | 一种利用挤压机制备大口径厚壁无缝铜管的方法 | |
| Qamar et al. | A new definition of shape complexity for metal extrusion | |
| CN112719667B (zh) | 一种柱塞泵马达转子双金属结构工艺方法 | |
| Liang et al. | Simulation of extrusion process of AZ31 magnesium alloy | |
| CN113857283A (zh) | 一种高速工具钢棒料的成型方法 | |
| JP4677998B2 (ja) | 熱間押出し加工用ダイおよび熱間押出し加工材の製造方法 | |
| CN113560362A (zh) | 高性能镁铝合金变截面挤扭复合加工装置及其制备工艺 | |
| CN104550838A (zh) | 一种径向锻造应变诱发法制备半固态钢铁凸轮轴的工艺 | |
| Kang et al. | Finite element analysis considering fracture strain of sheath material and die lubricant in extrusion process of Al/Cu clad composites and its experimental investigation | |
| CN108238724A (zh) | 一种热挤压润滑用复合玻璃垫制作方法 | |
| Merrygold et al. | Forging of complex geometries with differential heating | |
| Shiomi et al. | Forming of aluminium alloy at temperatures just below melting point | |
| Hu et al. | Numerical Simulation of Effect of Glass Lubricant on Hot Extrusion of Inconel 625 Alloy Tubes | |
| CN114012012B (zh) | 基于耐高温介质的高温合金棒坯镦粗成形装置及其方法 | |
| CN2523590Y (zh) | 一种管材热挤压组合凹模装置 | |
| CN1435286A (zh) | 一种引导式包套管材挤压方法 | |
| CN2865895Y (zh) | 镁合金等温成形模具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |