反向挤压技术始于1870年英国人第一次用反向挤压法挤压铅管,由于反向挤压技术比较复杂,相当长时间内发展缓慢。相反,正向压法在挤压有色金属和黑色金属方面获得了飞速发展,至今仍是最流行的挤压方法。1970年代以来,人们对金属反挤压开始了重新评价,并对其产生了浓厚的兴趣。最先是美国和原西德将反向挤压机投入工业应用,其后,反向挤压技术在前苏联、法国、日本、意大利等国家得到了广泛的应用。目前世界上最大的反向挤压机是安装在俄国古比雪夫的200MN正反向挤压机和安装在美国Alcoa公司的140MN正反向挤压机。美国的Sutton公司,日本的UBE、东芝、住友等公司,德国SMS公司等在反向挤压机制造技术领域处于领先地位。 近十几年来我国的挤压机装备技术发展很快,目前,我国已拥有近百台套反向挤压机,大多从德国SMS和日本UBE等公司引进,其中最大吨位为国产95MN正反向挤机,我国已成为世界上拥有有色金属反向挤压机最多的国家,并挤身世界反向挤压机和反挤压产品大国行列。随着当前我国工业化向纵深发展,特别是大飞机、大航天器、现代交通、海洋工程、机械制造以及国防军工的现代化, 铝合金等反向挤压产品的用途越来越广泛。 反向挤压的优点: ①相比正向挤压,挤压力可减少25%~30%; ②在一定挤压力下,可挤压更小截面的制品,或在工艺许可的条件下可降低挤压温度,使用更高的挤压速度(一般为正向挤压的挤压速度的1.7~4.2倍),有利于提高生产率; ③挤压末期一般不会产生金属紊流现象,制品尾部出现中心缩尾和皮下缩尾等缺陷的倾向很小,非常适合正挤时易产生缩尾的铜合金的挤压,如α+β铅黄铜、铝青铜等,同时挤压压余可减少,金属收得率较高; ④基本不存在铸锭和挤压筒间的摩擦,趋近挤压终了阶段时铸锭表面温升小,因此反向挤压制品表面和边部开裂倾向小,并可使用较高的挤压速度; ⑤不存在铸锭和挤压筒的相对运动,因此挤压力不是铸锭长度的函数,铸锭长度可不受限制,只需满足空心挤压模轴强度限制,更适合大长锭的挤压; ⑥挤压工具的寿命长,特别是由于料坯铸锭和挤压筒之间几乎不存在摩擦,挤压筒内衬的寿命可以大大提高; ⑦塑性变形区集中在模孔附近,金属变形均匀,特别是制品长度方向上,因此反挤压制品沿长度方向上性能比较均匀,形成挤压缺陷和晶粒粗大的趋势很小,非常适合对粗晶环缺陷有限制的中高强铝合金制品的生产。 反向挤压的缺点: ①金属的死区小,铸锭表面的杂质或铸造缺陷会影响挤压制品表面质量,因此反向挤压对铸锭的表面质量要求高,铝合金反向挤压时锭坯要热剥皮加工或车削加工,铜合金反向挤压常采用脱皮挤压技术; ②制品的截面积受挤压模轴尺寸限制,不能生产大截面制品; ③反向挤压长铜铸锭时,由于对脱皮挤压脱壳的完整性和均匀性的要求较高,所以对挤压筒和挤压模轴同心度提出了更高的要求; ④相对于正向挤压,反向挤压设备结构复杂,价格较高。
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