稀有金屬擠壓(rare metal extrusion)

用擠壓方法將鈦、鋯、鉿、鎢、鉬、鉭、鈮等稀有金屬加工成管、棒、型、線材等擠壓制品的工藝過程。稀有金屬擠壓工藝的特點(diǎn)是：擠壓溫度高，鑄坯車皮和包套后快速送至擠壓筒，防止冷卻和氧化；擠壓速度高，以縮短高溫錠坯與工模具間的接觸時(shí)間，防止過快的溫降；要求潤(rùn)滑劑具有潤(rùn)滑與隔熱作用；鈦、鋯及其合金變形熱效應(yīng)大、導(dǎo)熱性差，擠壓時(shí)應(yīng)防止制品因過熱而產(chǎn)生裂紋。

擠壓時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制擠壓比λ，擠壓溫度T及擠壓速度v，以保證稀有金屬擠制品質(zhì)量。根據(jù)金屬特性、加工性能、制品規(guī)格范圍和性能要求以及擠壓機(jī)能力等，稀有金屬的擠壓比一般取λ=3～40。

稀有金屬的擠壓溫度應(yīng)根據(jù)金屬熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性能、合金相圖、高溫塑性圖、高溫變形抗力圖以及對(duì)金屬出口溫度的限制等綜合確定。稀有金屬擠壓溫度控制范圍列于表1。

稀有金屬中，對(duì)導(dǎo)熱性能差且變形熱效應(yīng)大的金屬如鈦、鋯、鉿等，宜采用中等擠壓速度v=50～120mm／s。過高的擠壓速度會(huì)帶來出?？椎慕饘龠^熱、表面質(zhì)量和性能下降的后果。對(duì)熔點(diǎn)更高的金屬如鎢、鉬、鈮、鉭等，則應(yīng)防止因金屬與工模具間的接觸熱傳導(dǎo)引起的金屬不均勻冷卻和模具過熱，一般使用快速擠壓，擠壓速度v=150～300mm／s。

擠壓時(shí)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑，以減小金屬與工模具間的接觸摩擦，防止金屬粘結(jié)和工模具過熱。在擠壓的高溫條件下，要求潤(rùn)滑劑有足夠的抗壓強(qiáng)度、附著能力、化學(xué)穩(wěn)定性與隔熱性能，具有良好的潤(rùn)滑效能，易于在加工后去除。稀有金屬擠壓用潤(rùn)滑劑有4類：液體劑的主要品種列于表2。

表l稀有金屬擠壓溫度控制范圍

表2稀有金屬擠壓用潤(rùn)滑劑

包套是防止金屬氧化和粘結(jié)工模具的工藝措施(見包套擠壓)。對(duì)包套材料的要求是：在擠壓溫度下包套材料與基體金屬的力學(xué)性能接近，兩者結(jié)合面上不產(chǎn)生合金化；不粘結(jié)工模具；易于去除等。常用的包套材料有紫銅、軟鋼和鉬。各種金屬應(yīng)選擇各自適合的包套材料，如表3所列。包套厚度視工藝要求而定。

表3稀有金屬用包套材料

注：◎一表示可使用的包套材料。

為防止金屬氧化和粘結(jié)工模具的包套，厚度為0.8～2.0mm(外)和1.0～2.5mm(內(nèi))，要求承受附加拉應(yīng)力的包套，厚度為3～6mm。

稀有金屬擠壓用工模具結(jié)構(gòu)取決于設(shè)備結(jié)構(gòu)型式和制品種類。工模具材料主要使用鉻型工具鋼。擠壓設(shè)備的型式和結(jié)構(gòu)取決于擠壓工藝，其基本參數(shù)與制品規(guī)格范圍有關(guān)。擠壓機(jī)能力在4～35MN范圍內(nèi)時(shí)，擠壓筒直徑φ50～420mm，錠坯長(zhǎng)度220～900mm，擠制品規(guī)格范圍列于表4。根據(jù)稀有金屬加工特點(diǎn)，對(duì)擠壓機(jī)組有如下要求：具有高的擠壓速度和較寬的調(diào)速范圍；可移動(dòng)式擠壓筒與擠壓模間有足夠的鎖緊力；使用回轉(zhuǎn)式或橫向移動(dòng)式模座；使用獨(dú)立穿孔系統(tǒng)與空心錠擠制管材．加熱爐至擠壓筒距離短；配備擠壓殘料分離高速鋸。

表4稀有金屬擠制品規(guī)格范圍