深入分析挤压在轻合金加工中的地位

挤压加工在轻合金加工材料体系中占有特殊的地位。这是因为近年来随着科学技术的不断进步和国民经济的飞速发展，使用部门对轻合金产品的精度、形状、表面光洁度和组织性能等各种质量指标提出了新的要求。而向用户保证供应符合各种质量要求的轻合金产品，采用挤压加工技术生产比其他压力加工方法（如轧制、锻造等）有更大的优越性和可靠性。归纳起来，挤压加工有下列特点：
⑴、在挤压过程中，被挤乐余属在变形区能获得比轧制、锻造更为强烈的三向压缩应力状态，可充分发挥被加工金属本身的塑性。因此，用挤压法可生产那些用轧制法或锻造法加工有困难甚至无法加工的低塑性难变形的金属或合金。对于某些必需用轧制或锻造法进行加工的材料，如7A04、7075、5A06、MB15、粉末钛合金等合金的锻件等，也常用挤压法先对铸锭进行开坯，以改善其组织，提高其塑性。目前，挤压仍然是可以用铸锭直接生产产品的最优越的方法。
⑵、挤压法不但可以生产断面形状较简单的管、棒、型、线产品，而且可生产断面变化、形状极复杂的型材和管材，如阶段变断面型材、逐渐变断面型材、带异形加强筋的整体壁板型材、形状极其复杂的空心型材和变断面管材、多孔管材等。这类产品用轧制法或其他压力加工法生产是很困难的，甚至是不可能的。异形整体型材可简化冷成形、铆焊、切削、化铣等复杂的加工工程，这对于减少设备投资、节能、提高金属利用率、降低产品的总成本具有重大社会、经济效益。无锡瀚超特殊钢有限公司合金模具钢事业部专业销售热挤压模具钢、热锻模具钢等高性能热作模具钢，提供热挤压模具失效分析及热挤压模具寿命解决方案“一站式”服务。
⑶、具有加工灵活性很大，只需要更换模子等挤压工具即可在一台设备上生产形状、格和品种不同的制品，更换挤压工模具的操作简便易行、费时少、功效高。这种加工方法对订货批量小、品种规格多的轻合金材料加工生产厂最为经济适用。
⑷、挤压制品的精度比热轧、锻造产品的高，制品表面质量也较好。随着工艺水平的提高和模具品种的改进，现已能生产壁厚为(0.15~0.2)mm+0.05mm、表面粗糙度Ra达0.8~0.16μm的超薄、超高精度、高品质表面的轻合金型材。这不仅大大减少了总工作量和简化后部工序，同时也提高了被挤压金属材料的综合利用率和成品率。
⑸、对某些具有挤压效应的轻合金来说，其挤压制品在淬火时效后，纵向强度性能远比其他方法加工的同类产品要高。这对挖掘轻合金材料潜力，满足特殊使用要求具有实用价值。
⑹、工艺流程减短、生产操作方便，一次挤压可获得比模锻或成形轧制等方法面积更大的整体结构部件，而且设备投资少、模具费用低、经济效益高。
⑺、轻金属及轻合金具有良好的挤压特性，可以通过多种挤压工艺和多种模具结构进行加工。近年来，由于平面分流组合模的不断改进和发展，通过焊合挤压法来生产复杂的空心铝制品获得了广泛的应用和推广。对于某些镁合金子纯钛及某些钛合金也进行了研制，前景十分看好。了解更多有关轻合金工模具发展动态，敬请关注无锡瀚超合金模具钢网站www.alloy-mould-steel.com。
尽管用挤压法生产轻合金制品仍存在几何废料损失较大，挤压速度远低于轧制速度，生产效率低，组织和性能的不均匀程度大，挤压力大，工模具消耗量较大等尚待改进的缺点，但随着现代科技迅猛发展、新挤压工艺、设备和新结构模具的出现，上述缺点也被迅速克服之中，尤其对轻合金来说，挤压加工方法仍不失为，一种确保产品品质、综合效益最好的先进加工方法。
近30年来，轻金属及轻合金的挤压型材和棒材、管材、线材的生产能力获得了持续的增长，挤压材在轻合金加工材中所占的比重增长很快，2010年全球轻合金挤压材达1500万吨左右（其中型材1000万吨以上），占世界轻合金材料总量的400/0以上。中国是轻合金挤压大国，2010年轻合金挤压材达1000万吨左右，占全年总量的55%以上，成为全国轻合金加工材的第一产品。轻合金挤压材用途十分广泛，扩展到了所有的产业部门和人民生活的各个方面，成为国防军工、国民经济和社会生活的重要基础材料。
2010年我国铝及铝合金管、棒、型、线材产能达950万吨/a以上，实现产量达900万吨/a以上，其中铝挤压型材达840万吨/a以上，成为世界铝挤压大国、铝型材大国和贸易出口大国。
近年来，镁及镁合金、钛及钛合金的挤压材也获得快速发展，钛材不仅在航空航天和军工兵器上的应用倍增，在民用方面，如在汽车、交通运输、石油化工、船舶等方面的应用也大大增加。镁及镁合金的挤压管、棒、型材也发展很快，在3C电子产品以及航空航天有了大的应用，同时，在替代铝挤压材的超轻结构零部件方面也取得了可喜的进步。

推荐应用于轻合金挤压的热作模具钢钢种：DAC55、YXR3、YXR33、Orvar Supreme、QRO 90 Supreme、Dievar、DH31-S、DH31-EX、DRM1、DRM2、DRM3、1.2367、HD(4Cr3Mo2NiVNb)、Y4(4Cr3Mo2MnVNbB)、012Al、HM3、Y10(4Cr5Mo2MnVSi)、GR(4Cr3Mo3W4VNb)等。

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资料来源：无锡市瀚超特殊钢有限公司合金模具钢营业部
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