四六铁黄铜筒形件热反挤压表面重皮与气泡缺陷的分析

铁立方越级塑股樣耐斯合模机·飞模好帮手耐飞斯电话:07692270297传真:0769-22098240Tel:4008-862-868Http://www.dyz-tif.comHttp://www.nicemachine.netE-mail:nice@nicemachine.net四六铁黄铜筒形件热反挤压表面重皮与气泡缺陷的分析周有源宝鸡职业技术学院工程系(陕西宝鸡721013)【摘要】分析了四六铁黄铜热反挤压筒形件表面重皮、气泡等缺陷与工艺参数之间的关系及缺陷产生的杋理,提岀了选择合理的加热温度、挤压速度、减少饼料表面缺陷,合理润滑,严格执行工艺操作规程的预防措施,消除了制件缺陷关键词:四六铁黄铜筒形件;热反挤压;缺陷分析;预防措施中图分类号:TC3762文献标识码:B文章编号:1671-3508-200903-52-136Analysis of the Surface Lacunas and air Bubble Defects of众嘉善天HFe62-1 Cylindrical Pressure Parts[Abstract] Analyzed the mechanism and the interrelationship of process variable and surfacelacunas. Advanced the reasonable heating temperature, reasonable extrusion speed. The new技change of the process variable could lack the surface lacunas, increasing the lubrication有限avoiding the products defectsKey words: HFe62-l cylindrical pressure parts; hot inverted extrusion; the analysis of lacunas;公preventive measure司1产品分析挤压。该工艺方法设备投资规模较小,即适于大批量P某产品半成品如图1所示材料为四六铁黄铜用生产也适于中小批量的生产但在热反挤压工序③热反挤压工艺生产,后经变薄拉伸至成品。铜饼毛坯于金属变形复杂,影响其质量因素较多在生产中制尺寸为1569mm×528m。该产品表面要求较高不件内表面常常出现重皮气泡(金属鼓包)夹渣夹俅球能有重皮、气泡等缺陷。图1所示半成品件的加工工灰敝开式裂纹等缺陷各部位缺陷如图2图3图4⑤艺方法为用半连续铸造方法生产铜锭→切饼→热反所示。这些缺陷影响了产品质量降低了成品率。只侍greenhouse gas data and international climate policylM, [6] Gronostajski, J, Marciniak. H, Matuszak, A: Production/teReport of the world resources institute, 2005.of Composites on the base of AlCu4 Alloy Chips[]. Mat.[2]Herlan, T Optimaler Energieeinsatz bei der FerigungProe,Tech,1996,60,719-722durch Massivumformung M). Dr-Ing. thesis, University [7] Fogagnolo, J, Ruiz-Navas, E, Simon, M, Martinez, M.Stuttgart, Springer, ISBN 3-540-50876-7, 1988.Recycling of aluminum alloy and aluminum matrix[ 3] Geertruyden, W: Cost-effective consolidation of finecomposite chips by pressing and hot deformation[M]. J.aluminum scrap for increased remelting efficiency M]Mat. Proc. Tech, 2003. 143-144Department of energy's(DOE), Technical report DE-FG36 [8] Allwood, J M, Huang, Y, Barlow, C Y: Recycling scrap03c013168,2005aluminum by cold-bonding M).Proceeding of the 8th ICTP,[4]Sharma, C, Nakagawa, T. Recent development in the2005recycling of machining swars by sintering and powder [9)K中国煤化工mM,Km,Aforging]. Annals of the CIRP, 1977. 25(1)Mant[5 Valberg, H. Extrusion welding in aluminum extrusion[J].YHCNMHGof the 8thInt. J. of Materials and Product Technology, 2002, 17(7),technology seminar, 2004, 461-468497-556.《模具制造》2009年第8期83·方数据z铁次方益級塑股横亲耐斯合模机·飞模好帮手斯电话:0769-227070297传真:0769Tel:4008-862-868Http://www.dyz-tif.comHttp://www.nicemachine.netE-mail:nice@nicemachine.net高12的范围以内,距离筒底越近缺陷点越多,而在底部凸台上无缺陷产生,内底转角处最多,沿圆周方74向无分布特征,制件外表面极少存在。22基本形态(1)重皮的形态。a起皮类重皮是1个方向或3个方向与基体连成一体,其余方向开口的金属分层缺陷。壁部缺陷开口朝向内底,底部缺陷朝向中心。起皮的厚度是由缺陷根部向图1挤压件图开口处减少,根部最厚一般为03mm~05mm,开口处最薄、最严重的是凸台周围形成的环形、月牙形重皮。嘉善天艺科技有限公司专业b.附着、粘贴类。此类重皮的特征极为特殊,它是大小不等的不规则片状重皮(麸皮状金属附着物)沿辐射线方向区域具有明显的擦痕,在附近有与该重皮大小近似的表皮缺肉的痕迹缺陷。图2挤压件凸台周围重皮c个别较深的夹灰、夹渣的裂口、裂缝(2)气泡的形态。在缺陷发生区域有气泡产生,该气泡一般直径d40mm,高度15mm左右,形状为圆形或不规则椭圆形凸起,个别为长条形、长圆形凸起。气泡周围与金属连续,表面较为光滑将这些气泡在水中刺穿,有少量气体冒出,故称为气泡。将气泡刮开,泡内有黑色杂质粉末存在,对泡内黑色粉末进行理化分析,其主图3挤压件内底转角处币皮要成份为碳素或石墨类物质,对气泡壁的金属组织进侍行金相分析未发现明显异常,气泡壁厚一般在06mm以内,气泡表面深度在15mm以内。电热挤压工艺过程及参数对饼状毛坯,利用工频感应炉加热至680℃720℃,在水压机上反挤压成型,挤压机工作速度为300mms,回程速度为700mms,润滑剂为石墨加汽缸图4挤压件壁部重皮油,人工涂抹于模具工作表面。有弄清产生缺陷原因并加以消除,才能保证生产出符4影响缺陷因素观察与分析合要求的产品。观察发现重皮、气泡的产生在生产中有一定的随机性耠哈合的饪料,分析排除了铸造缺2重皮、气泡的特征中国煤化工产过程在生产现场多2.1分布区域CNMHG斗表面粗糙度,模具操通过在生产现场对制品的详细观察发现重皮与作状态和润滑剂涂抹情况,饼料入模温度,饼料入模」气泡等缺陷发生的部位一般位于制件内表面,且在筒到开始压制的时间,起模时间,以及制件出模时内模《模具制造》2009年第8期铁立方越股楼条企m⑤耐斯合模机·飞模好帮手斯电话:0769-227070297传真:0769-22708240Tel:4008-862-868Http://www.dyz-tif.comHttp:/www.nicemachine.netE-mail:nice@nicemachine.net腔温度等进行了大量严格仔细的监控和测量记录发增大。在挤压的中、后阶段,金属流动剧烈且速度快,现如下:表面粘滞区的金属阻滞流动,且温度随模具温度骤(1)与饼料加热温度有关。降,因此形成了金属表面与中心部巨大的温度梯度和随着饼料加热温度的上升,重皮、气泡出现的概速度梯度。这些局部粘滞形成绝对速度和相对速度率增大。饼料加热至工艺要求的680℃~720℃时,基死区,与附近的中心区流动金属的变形而形成的剪切本上没有发现重皮、气泡等缺陷。在料温较高,超过应力超过金属强度而断裂。此时,未完全燃烧的油质720℃时就会出现缺陷,料温越高,缺陷越严重。润滑剂及残余物,以及在高压下封闭压缩的气体迅速(2)与润滑剂涂抹有关。流动进入并填充于断裂区,当变形临近结束,金属流良好、均匀的润滑可减少重皮与气泡的产生,特动速度下降时,滞流、缓流的金属又跟随流动或有表别是对挤压凸模下端面的润滑具有明显的影响。操层底部紊流金属层形成的包覆层均留在制品表面形嘉作者润滑时对凸模下端面涂抹润滑剂太少不均匀,成不同形状的皮下分层开裂和起皮(封闭半封闭或氟没有涂抹下端面仅给凸模侧面涂抹均会出现重皮全开放)。在挤压结束模具开启时外部压力解除,天与气泡甚至间隔几个产品才涂润滑剂一次这时重封闭的包覆层内聚集的高压气体或液体在高温下膨≠皮、气泡产生的概率及严重性大大增加。胀而形成气泡(鼓包),形成了重皮、夹渣、裂缝。这些(3)与压制速度有关。缺陷一般深度很小,与铸态夹渣形态均明显不同。技水压机操作系统是手动比列调速阀,速度完全由有操作者控制。缺陷的程度还与从饼料入模到压制结6防范措施限束所用的压制时间有关。对高温料压制时间越短,即在搞清了重皮气泡产生的原因及影响因素后,公压制速度越高缺陷产生的概率越大,严重程度越大。考虑到作为挤压件,该件为大型件,质量较大,工件搬为了证实以上的观结果将以上几个影响因素动操作者体力消耗大高温下作工件还需润等司/分别进行工艺试验观察,分为挤压速度变化涂润滑工作条件较差操作者易出现不严格执行操作规程的剂、不涂润滑剂3种情况,对50余件产品进行了试验情况,在生产中加强了工艺培训与管理增加了自动左观察结果证实了前述工艺观察结果的正确性上下料装置严格执行工艺规程等措施。例如严格在消除高温料,合理润滑、对表面磕碰严重的饼控制饼料加热温度规范润滑操作规范及润滑质量要料实施刮修并严格按工艺要求进行压制未出现重求,严格执行水压机压制速度要求,加大操作人员奖賺皮、气泡缺陷。惩力度经过一段时间生产考很少再有重皮气泡缺陷出现,产品质量稳定,生产能够顺利进行5缺陷机理分析根据重皮、气泡产生的条件及影响因素的反映特7结束语征,可进行如下分析:在四六铁黄铜热反挤压中重皮、气泡表面夹压制速度高(约300ms)产生了极大的塑性变形渣、浅裂纹浅开裂等缺陷与铸造缺陷有着本质的区能能量集中在强变形的区域内使饼料在模内成型别选择合理的加热温度、挤压速度减少饼料表面的时经实测升温达20℃以上,平均料温升高约在150℃缺陷,采取合理的润滑严格执行工艺操作规程其上宮左右四六黄铜融化温度为1,050℃)。例如:饼料加述缺陷是完全可以消除的使产品质量得到保证。热温度为850℃,快速压制后形成模内熔化重结晶。当压制速度在200ms以下时,料温升高约50℃~8参考文献10℃。在压力机动作较慢时热量的传导散发不致]g炎等编锻压成型理论与工艺M北京机械工业出版于影响产品质量。流动速度大,由于料温的升高,金中国煤化工属的高温强度随之下降内部剪切强度大降低。四]钱CNMH制造M北京国防润滑效果不良(模具表面缺涂或涂层太薄),会使业出版社,1988料的表面与模具表面瞬时粘结、粘滞,局部摩擦阻力《模具制造》2009年第8期方数据