超高静液压挤压技术

超高静液压挤压技术

超高静液挤压技术：是在等静压处理的基础上，在更高压力条件下对金属材料的加工方法，是一种先进的材料塑性加工工艺。

静液挤压是采用称为压媒的高压液体替代了通常的挤压轴的直接作用，即压力通过流体的传递作用于坯锭，使其流出模口成形的挤压工艺技术。在超高静液压挤压下，一些金属的导电、导热、屈服强度、弹性模量等物理及机械性能会有所变化，实现对物质的改性要求。静液挤压工作原理如图所示：

1.无背压静液挤压（1500～3000MPa）

金属在高压压媒的作用下，经过模具孔型直接挤压到大气环境中。可生产复杂截面的型材，也可生产包覆材料。该过程与传统的挤压方法相同，但不必按冷挤、热挤分类，冷的和预热的锭坯都可以挤压，并且可直接成型，工艺过程更趋简单。

2.背压静液挤压（1500～3000MPa，背压0～2000MPa）

在静液挤压时，直接挤入到背压很高的容器中，而不是大气环境中。该工艺过程主要是提高了模具出口的压力，达到改善材料塑性的目的，实现磁性材料、超导材料的挤压需求。背压静液挤压工作原理见下图。

3.拉伸-静液挤压

在锭坯承受静液挤压作用的同时，使挤压制品承受牵引拉伸的方法。
    附加牵引拉伸可以降低挤压容器中液体压力，获得比单纯静液挤压更大的挤压系数；挤压速度更加容易控制；提高产品的平直度、表面质量。
  和普通的塑性加工工艺相比，静液挤压工艺具有许多优异的特性：
  1. 坯料受到均匀的等静水压力，挤压过程中没有镦粗变形，可用于挤压任何形状的坯料；

2. 坯料与挤压筒、挤压轴之间不直接接触，可避免产生摩擦；挤压力的大小与锭坯的长度无关，理论上讲锭坯的长度不受限制；
  3. 由于高压介质强制润滑的作用，使得坯料变形区与挤压模之间的摩擦控制在最小范围内，因此从表层到芯部都能保持较均匀变形，挤压材料精度高；
  4. 金属流动均匀,附加应力小；
  5. 超高静液压力下的大变形有利于提高金属塑性和金属内部微缺陷的愈合，挤压件强度值更高；
  6. 对于异型断面材料、薄壁材料、复合材料等容易进行加工。
  7. 一次挤压就可得到用传统的挤压-拉伸方法，经过10～20道工序才能得到的产品，工艺过程更趋简单。

静液挤压目前的应用已非常广泛，如：铝及铝合金、铜及铜合金、钢铁材料、复合材料的挤压成型。带有背压的挤压技术，对超导材料、磁性材料的开发有重大影响，及具科研、生产价值。静液挤压复合材料原理如下图所示。