金属超塑性成型——连续挤压

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与轧制、拉拔等加工方法相比，常规挤压(包括正挤压、反挤压、静液挤压)的最大缺点是生产的不连续性，一个挤压周期中非生产性间隙时间长，对挤压生产效率的影响较大。并且，由于这种间隙性生产的缘故，使得挤压生产的几何废料(压余与切头尾)比例大为增加，成品率下降。因此，挤压加工领域很早以来一直致力于尽可能地缩短挤压周期中的非生产性间隙时间，并同时力求减少挤压生产几何废料。因此，自20世纪70年代起，各国都在致力于连续挤压新技术的开发和研究。连续挤压方法(包括半连续挤压法)大致可以分为两大类。第一类是基于Green的Conform连续挤压原理的方法，其共同特征是通过槽轮或链带的连续运动(或转动)，实现挤压筒的“无限”工作长度，而挤压变形所需的力，则由与坯料相接触的运动件所施加的摩擦力提供。例如，连续摩擦筒挤压法(Fuchs等，1973年)、轧挤法(Avitzur,1974年)、轮盘式连续挤压法(Sekiguchi等，1975年)、链带式连续挤压法(Black等，1976年)、连续铸挤(英国Alform公司，1983年)等均属此类。第二大类是源于20世纪60年代后期为了克服静液挤压生产周期中间隙时间过长的缺点，而试图使挤压生产连续化的研究。这一类方法的共同特点是，利用高压液体的压力或粘性摩擦力，或再辅之以外力作用，实现半连续或连续的挤压变形。例如，半连续静液挤压-拉拔法(Sabroff等，1967年)、粘性流体摩擦挤压法(Fuchs,1970年)、连续静液挤压-拉拔法(松下富春等，1974年)等属于此类。所有这些方法中，Conform连续挤压法是目前应用范围最广、工业化程度最高的方法。Conform连续挤压原理为了实现连续挤压，必须满足以下两个基本条件：①不需借助挤压轴和挤压垫片的直接作用，即可对坯料施加足够的力实现挤压变形；②挤压筒应具有无限连续工作长度，以便使用无限长的坯料。为了满足第一个条件，其方法之一是用带矩形断面槽的运动槽块和将挤压模固定在其上的固定矩形块(简称模块)构成一个方形挤压筒，以代替常规的圆形挤压筒。当运动槽块沿图中箭头所示方向连续向前运动时，坯料在槽内接触表面摩擦力的作用下向前运动而实现挤压。但因为运动槽块的长度是有限的，所以仍无法实现连续挤压。为了满足上述的第二个条件，其方法之一就是采用槽轮(习惯上称为挤压轮)来代替槽块。随着挤压轮的不断旋转，即可获得“无限”工作长度的挤压筒。挤压时，借助于挤压轮凹槽表面的主动摩擦力作用，坯料(一般为连续线杆)连续不断地被送入，通过安装在挤压靴上的模子挤出成所需断面形状的制品。这一方法称为Conform连续挤压法，是由英国原子能局(UKAEA)斯普林菲尔德研究所的D.Green提出来的。