中小口径双金属薄壁管材挤压工艺研究

摘要

双金属管材具有两种金属的特性,可以满足非单一性能的要求,被广泛应用于汽车、电器、电力、冶金设备、造船等领域。铜铝双金属复合管由于具有金属铝的防腐蚀性能以及金属铜优良的导电导热性能,在冰箱、空调等电器领域的冷凝管上得到了广泛应用。
　　 本文基于传统挤压模具结构对双金属管材的挤压过程进行了模拟仿真,从模拟结果,对挤压模具结构进行了改进,提出了凹模锥角末端带有1/4相切圆弧的结构以及凸模带有接触角的模具结构,并对挤压过程中坯料所受到的等效应力、等效应变进行了分析,得出内层坯料发生断裂的原因并不是在于外层坯料金属铜对内层坯料金属铝的侧向挤压力过大,可能是因为内层坯料的加工硬化程度不大,或者是因为内外层坯料的流动速度不一致导致的结果。
　　 本课题组通过反向思考,提出了一种芯棒带有锥角而凹模为通孔的模具结构,并通过有限元方法分析了坯料的变形情况。在原始坯料内外层坯料厚度比为1:1时仍然发生了断裂。我们通过增加内层坯料的厚度最终得到了挤压良好的双金属管材。基于内外层坯料的流速差,提出了一种芯棒和凹模都带有锥角的模具结构,并对双金属管材挤压过程中的速度场、等效应变场分布,行程载荷图进行了分析。
　　 文中给出了芯棒带有锥角凹模为通孔的模具的装置结构图,对铜铝双金属管材进行了挤压,对实际出现的问题进行了进一步分析。