常法庆+王军民+周兵兵

摘 要：在铜及铜合金生产的多种工艺中，相较于其它各种手段，挤压技术具有较强的优势，但其也存在一定的不足，包括：生产成本较高、工作效率比较低。为能够是挤压生产的成本降低及工作效率提高，需要借助借助穿孔技术。

关键词：铜及铜合金；挤压；穿孔技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.045

0 前言

在铜及铜合金挤压过程中，由于挤压工具的消耗大约是开展挤压过程中生产所花费的资金与材料的二分之一，其中挤压模、挤压筒内衬、穿孔针的消耗量最大，加上挤压工具的使用周期直接影响挤压工具更换的次数，这就大大影响了挤压机的工作效率。通过在具有孑立穿孔机制的挤压機中，通过充实铸锭对空心型材进行生产时，完成增加挤压，应开展铸锭的穿孔。当穿孔技术应用于整个挤压之中，能够在极大程度上提高成品质量与生产的效率，并大大的降低材料的使用量，避免资金的浪费。

1 穿孔针的受力情况

在穿孔针强有力的渗入炽热的铸锭之后，能够较为严密的碰上高温金属，这就导致温度急剧上升，直至650-700℃，从而开始在较为剧烈的热载荷作用下开展铜及铜合金挤压工作。同时，穿孔针需在一定程度上承受着巨大的变向的机械载荷，即指在穿孔过程中受到弯曲应力、纵向压应力的作用。在挤压过程中，高温金属的流动会造成摩擦力出现，从而形成较为巨大的拉应力；同时，当不断加热穿孔针后，会导致机械强度快速下降，进而导致穿刺针极易出现断裂情况。在挤压工作结束及穿孔系统返回过程中，穿孔针将会受到霎那间的攻击性的拉应力，进而极易出现穿孔针被拉断的情况[1]。

2 穿孔力的原理

在开展穿孔工作时，但使用穿孔针的类型是圆柱形，穿孔针端面的金属压力会让其产生相应程度的阻力，一旦该种阻力急速变大，只有穿孔针对于稳定状态时，那么阻力将不会再变大；一旦金属摩擦力逐渐变大，穿孔针的侧面逐渐增多，将产生更多的阻力；当穿孔针的前端处于一定位置时，将会造成没有穿透的金属出现剪切变形情况，进而造成穿孔冲头发生，具体如图1所示。同时，当剪切面积越来越小时，穿孔针承受的阻力也会越来越小，这就会导致冲头金属被拉断，并掉下。在穿孔过程中产生的正面阻力，需由穿孔针需承受，从而变为压应力；在挤压时金属会产生周向压力，并在极大程度上改变穿孔针侧面的大小，产生摩擦力，进而使其内部出现拉应力；由于穿空针受到应力的性质多种多样，就会导致穿孔针出现多种多样的破坏。若穿孔针直径比较大，那么随着直径的不断增大，将会造成穿孔阻力迅速而剧烈增大，进而造成穿孔力不足，最终发生铸锭穿不透情况。

待穿孔工作完成后，需进行挤出铸锭，在这一过程中，将会在极大程度上改变穿孔针内的应力性质。由于金属、穿孔针及挤压垫片的移动速度相等，为能够让穿孔针和金属之间发生相对位移情况，必须抵达塑性区。

3 穿孔过程中产生的冲头

在新型的挤压机中，主要使用实心铸锭对空心制品进行挤压，这是一套程序较为多且复杂过程。对于该程序的组合，需要按照制品类型、挤压设备种类、铸锭几何尺寸、挤压手段开展。在挤压筒内放入已有一定热度的铸锭，一方面，应通过不断增加高压，完成充填，将铸锭长度控制在一定范围内，并通过让直径变大，使其与挤压筒的直径一致，这样能够消除铸锭与挤压筒之间存在的间隙；一方面，采用穿孔针沿着充实的铸锭的中心线进行穿孔，再从铸锭中心位置冲出，将其与铸锭分开，从而产生穿孔冲头，这就大大降低了成品的质量，在挤压技术中，为确保所生产产品的质量，必须注意对穿孔冲头几何损失的减少。另一方面，充填挤压后，应直接开展穿孔工作；当充填完成后，挤压轴应缩短相应的距离，从而为金属倒流提供充足的环境[2]。

为能够提高成品的质量，需要减小穿孔冲头，主要做到以下几点：（1）借助实心铸锭对空心制品进行挤压的过程中，穿孔针往往会冲掉一块金属，从而变成几何残料，其直径与模孔直径相同，其长度与铸锭充填结束后长度的三分之二相等；在直径较大的管材进行挤压时，将会产生穿孔冲头，且这种冲头的大小比较大，其大小与一定的铸锭大小相等，冲头金属必须清洁，这样能够确保其再次利用；（2）在充填挤压以后，需让挤压轴缩短到相应的距离，这样能够为金属倒流提供一定的环境，在进行穿孔，待穿孔针前端与盲板的距离在30-50 mm之间时，必须立即停止穿孔；当被穿孔针排斥的金属完全倒流后，铸锭将形成厚壁筒，再减轻模座，将模座移到相应位置；（3）再次进行穿孔时，应冲掉筒底，这样能够产生圆盘状的金属片冲头，进而实穿孔冲头的体积大大缩小；（4）通过在挤压模定径带的后面制成一个凹穴，从而使穿孔冲头的几何损失得以减小；在充填挤压过程中，金属不能够将凹穴填满；在穿孔的第一个环节中，将出现金属反向流动情况，第二个环节将出现金属进入凹穴的情况；（5）当金属抵达模孔前，已结束穿孔过程；使用一定长度的铸锭与正确的充填挤压，能够杜绝穿孔冲头的产生，达到了稳定的无冲头穿孔的目的。

4 结束语

总而言之，本文通过对穿孔技术进行研究，在铜及铜合金挤压过程中应用穿孔技术，通过减少穿刺冲头，有利于提高产品的质量，并通过二次挤压冲头，能够避免金属的浪费，节约成本，进而取得较好的经济效益。

参考文献：

[1]张宇.铜合金连续挤压工艺中的模具设计[J].电脑迷，2017（02）：100.

[2]陈泽邦，肖寒，李勇等.半固态铜合金流变挤压成形的组织演变[J].特种铸造及有色合金，2016（02）：157-161.endprint