超長易切削黃銅鑄錠反向擠壓脫皮工藝研究

孫春英

（安徽工業(yè)職業(yè)技術學院，安徽銅陵244000）

超長易切削黃銅鑄錠反向擠壓脫皮工藝研究

孫春英

（安徽工業(yè)職業(yè)技術學院，安徽銅陵244000）

論述了超長易切削黃銅鑄錠反向擠壓脫皮的脫皮厚度控制、潤滑條件、擠壓對中等工藝控制技術。

反向擠壓；脫皮擠壓；超長鑄錠

1 引言

脫皮擠壓是使用一種較擠壓筒直徑小一定尺寸的擠壓墊進行擠壓，使擠壓墊切入錠坯擠出潔凈的內部金屬，將帶有夾雜的外皮（脫皮）留在擠壓筒中，以防止鑄錠表面缺陷進入擠壓制品的一種擠壓方法（圖1）。每次擠壓結束后，再通過清理墊將殘留在擠壓筒中的脫皮推出擠壓筒。

擠壓作為銅及銅合金棒線加工的一種基本手段，國內擠壓機一般可擠的銅及銅合金最大鑄錠長度在1 m以內，而H公司引進的2800 t反向擠壓機可加工的最大鑄錠長度為1.6 m。超長鑄錠在成品率上優(yōu)勢明顯，工藝廢料少，但超長鑄錠擠壓過程填充階段的鑄錠墩粗容易失穩(wěn)，造成脫皮殼的不均勻或不完整，鑄錠表面缺陷可能會部分流入制品。高精度銅合金超長鑄錠反向擠壓完整的均勻脫皮是工藝上的追求，目前在這方面的研究國內技術比較薄弱，突破這些技術瓶頸可以進一步提高生產效率，從而提高成品率，大大減低生產成本。

2 主要研究內容

（1）高精度銅合金超長鑄錠反向擠壓脫皮厚度（擠壓墊與擠壓筒之間的間隙）的選擇。

（2）擠壓筒潤滑控制方法研究。

（3）擠壓工具中心線保持同心方法研究。

圖1脫皮擠壓過程

3 工藝流程

銅棒坯料選擇→鑄錠加熱→出料→工模具系統(tǒng)預熱→擠壓

4 實驗過程

4.1 主要工藝參數(shù)控制

工藝試驗前，依據(jù)相關經(jīng)驗及2800 t反向擠壓機的性能特點制定了工藝制度。

（1）擠壓溫度，見表1。

（2）擠壓速度，見表2。

（3）擠壓潤滑

選用規(guī)定的脫模劑，稀釋使用，要求如下：

比重：約0.96 g/mL；

固定含量：約18 Wt%；

載體：水；

表1 易切削黃銅錠坯加熱溫度表

表2 易切削黃銅擠壓速度表

稀釋劑：水；

pH值：7.5～8.7；

閃點：不可燃；

稀釋比例：1：（5～15）。

脫模劑按比例稀釋，采用40～70 psi氣壓噴射在模具上，并快速在模具表面形成一層均勻流暢的保護膜，從而起到潤滑及保護模具的作用。

4.2 試驗過程

本試驗主要研究內容是超長鑄錠在填充過程中的均勻墩粗及脫皮殼厚度與擠制品質量的關系。擠壓筒內襯尺寸為?262 mm，鑄錠外徑?255 mm，墩粗率為5.56%。為了確定合理的脫皮殼厚度，試驗前我們設計了大、中、小三種擠壓模套（見圖2），其外徑分別為：?259.6 mm、?258.5 mm、?257 mm，在對中良好的情況下意在實現(xiàn)1.2 mm、1.75 mm、2.5 mm的脫皮殼厚度。

圖2試驗工裝結構示意圖

在為期一個多月的擠壓試驗過程中，三個規(guī)格的擠壓模套都完成了一流、二流和三流不同規(guī)格擠壓產品的擠制過程。通過觀察，在設定的工藝參數(shù)范圍內不同規(guī)格產品所采用的不同溫度及速度對殼的完整性反映不明顯，在這里不做詳細描述，主要對不同脫殼厚度下殼的完整性及擠制品的質量狀況做對比分析，統(tǒng)計結果見表3。產品表面質量狀況見圖3、圖4。

表3 采用不同規(guī)格擠壓模套時質量統(tǒng)計表

圖3存在表面質量缺陷的擠制品

圖4表面質量優(yōu)良的擠制品

5 分析及結論

通過攻關我們總結后形成以下結論：

（1）脫皮厚度的選擇對脫皮效果及擠壓制品質量的影響

脫皮厚度應能夠消除鑄錠表面缺陷，并易于得到完整的脫皮為準，視擠壓筒直徑不同，一般取1～3 mm。如果脫皮過程得不到完整的脫皮，對于表面質量不佳（如冷隔、夾灰等）的鑄錠，在擠壓過程中會將部分缺陷保留并帶入擠制品，變?yōu)閿D壓制品的起

皮、夾雜等質量缺陷。當然，我們可以選擇較厚的脫皮殼厚度，以保證鑄錠表面缺陷的徹底清除，但過分地增加殼的厚度將增加脫模的難度和大大降低成品率。所以，必須科學地選擇脫皮殼厚度。

（2）脫皮厚度的選擇

鑄錠表面存在一定程度的冷隔及裂紋，選取部分表面較差的鑄錠用刮刀處理后測量的最大深度在1～1.2 mm，經(jīng)擠壓墩粗后擴展深度應該在1.5 mm以內，考慮不大可能實現(xiàn)完全均勻化的脫皮擠壓，所以，留有的脫皮殼厚度應該大于1.5 mm。經(jīng)過多次試驗及現(xiàn)場觀察總結，我們把工模具系統(tǒng)在第一次設計的基礎上進行了進一步優(yōu)化，并按照實驗結果把模套外徑確定在?258.5 mm，即脫皮殼厚度1.75 mm。既滿足生產要求，又保證擠壓成品率。

（3）擠壓潤滑方式及工模具系統(tǒng)清理方式的優(yōu)化

經(jīng)過試驗并分析材料的特性，把模具的內部清理潤滑和表面噴涂脫模劑潤滑方式相結合，選擇熱鍛脫模劑噴涂擠壓模套，增加了脫模的效果，延長了模套的壽命，也一定程度降低了擠壓力。但噴涂時應注意噴涂量及噴涂的均勻性，避免因潤滑不均或過量而引起模套錯動，導致偏心擠壓而得到相反的結果，甚至于切斷定位銷而造成工具的損壞。

（4）擠壓工具中心線保持同心方法研究

建立對中監(jiān)測系統(tǒng)：在擠壓軸周向均勻布置4個編碼器，實時監(jiān)測擠壓工具對中數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)偏差超出一定范圍時，及時進行調整。

經(jīng)過實驗分析總結，我們結合監(jiān)測系統(tǒng)對各個點的檢測，制作了簡易專用小工具對擠壓筒進行實測對比，基本掌握控制數(shù)據(jù)，并進行驗證。在定期校驗后基礎上，若脫皮殼厚度超出1.3～2.4 mm范圍，及時對擠壓工具中心線進行調整。

[1]馬懷憲.金屬塑性加工學[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[2]田榮璋，王祝唐.銅合金及其加工手冊[M].長沙：中南大學出版社，2002.

The Process of Backward Extrusion Dehulling for Ultra-long Free-cutting Brass Ingot

SUN Chunying
(Anhui Industry Polytechnic University,Tongling,Anhui 244000,China)

The process control techniques of dehulling thickness control,lubricating condition and extrusion alignment for backward extrusion dehulling of ultra-long free-cutting brass ingots are discussed.

backward extrusion;dehulling extrusion;ultra-long ingot

TG506

B

1006-6764(2014)05-0084-03

2014-04-16

孫春英（1965－），女，畢業(yè)于有色金屬加工專業(yè)，本科學歷，學士學位，壓力加工工程師，現(xiàn)從事工業(yè)技術科研與教學工作。