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擠壓按坯料成形溫度可分為冷成形、溫成形、熱成形和等溫成形。 ①冷擠壓雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但冷擠壓的變形抗力大、材料的塑性低、流動(dòng)性差，尤其是機械強度高、冷作硬化敏感的材料成形困難，而且可能超出模具允許的承載能力使模具損壞。 ②熱擠壓成形雖然可以使材料變形抗力減小，但由于加熱，產(chǎn)生氧化、脫碳及熱膨脹等問(wèn)題，使產(chǎn)品的尺寸精度低、表面質(zhì)量差。 ③溫成形在提高產(chǎn)品尺寸精度、減少氧化燒損、提高表面質(zhì)量和節省設備能量等方面兼具冷成形和熱成形的優(yōu)點(diǎn)。但由于在較高溫度下成形，仍存在氧化、熱脹冷縮，變形較大和模具壽命較低等問(wèn)題。 ④等溫成形可以顯著(zhù)提高鍛件的精度，這主要是因為：金屬變形抗力和成形壓力的降低減小了模具的彈性變形；變形溫度波動(dòng)范圍的減小，使鍛件幾何尺寸得到穩定；鍛件內部殘余應力的減少，使鍛件在冷卻和熱處理時(shí)變形減小。根據鎂合金塑性差、變形溫度范圍窄，本實(shí)驗擠壓變形量大等原因，宜采用等溫成形的工藝方法。 工藝參數的確定（1）擠壓溫度鎂具有密排六方晶格，塑性較差，成形性能遠不如其他金屬及合金。由于擠壓時(shí)金屬處于強烈的三向應力狀態(tài)，有利于提高金屬的塑性，因此，可對鎂合金進(jìn)行擠壓成形。鎂合金室溫下塑性很低，只有4％～5％，難以進(jìn)行塑性加工。在200℃以上塑性明顯提高，225℃以上塑性提高的幅度很大，故易在200℃以上成形。但擠壓溫度過(guò)高時(shí)很容易產(chǎn)生腐蝕和氧化，因此，鎂合金的加工范圍較窄，一般在300℃～450℃之間。本試驗結合數值模擬結果選用380℃進(jìn)行擠壓。 （2）模具溫度在擠壓過(guò)程中當鎂合金與模具接觸時(shí)，若坯料的溫度降低過(guò)多，制品容易出現裂紋。所以必須對擠壓模具進(jìn)行預熱。由于采用等溫擠壓的工藝，裝模之后的模具溫度應與坯料相同，為補償裝模過(guò)程中的溫度降低，模具的加熱溫度要略高于坯料溫度，擬加熱到400℃。 （3）擠壓速度擠壓速度對變形抗力及塑性有很大的影響，必須認真控制才能有利于金屬的流動(dòng)。結合AZ31鎂合金對擠壓速度敏感的特性，成形擠壓速度應控制在較低的范圍內。本實(shí)驗將鎂合金管材成形的擠壓速度控制在2mm／s左右。 （4）潤滑劑在進(jìn)行鎂合金擠壓時(shí)，為了減少坯料與擠壓筒及擠壓模之間的摩擦，防止黏模，降低摩擦力，改善金屬流動(dòng)性，應該采用潤滑劑，而且潤滑劑還可以起到隔熱作用，從而提高模具壽命。在本實(shí)驗中，采用石墨＋動(dòng)物油（或植物油）潤滑劑。 模具設計由于擠壓時(shí)的變形抗力較高，模具要經(jīng)受高壓及變形熱的作用，因此，要求模具有合理的結構、足夠的硬度、強度與韌性。管材擠壓模如圖1所示。凹模設計由于擠壓力很大，為提高凹模強度，采用了預應力組合凹模。該組合凹模具有如下優(yōu)點(diǎn)：①提高了凹模的強度；②內層凹模圈尺寸減小，節約了高級模具材料；③凹模破損后僅需要換掉內層凹模而不必使整個(gè)凹模報廢。根據數值模擬結果，采用直錐模（凹模錐角為45°）時(shí)，能夠在擠壓力相差不大的情況下有效地提高材料利用率。當凹模圓角半徑為6mm，定徑帶長(cháng)度為2mm時(shí)，能擠出合格的產(chǎn)品。 凸模設計由于凸模的高徑比大，為了保證在工作中不發(fā)生失穩，提高剛度，采用階梯形凸模，加大上部直徑。下模座由于本實(shí)驗是在立式液壓機上進(jìn)行的，管材是被擠到設備頂出機構的孔內，添加導向裝置比較困難，因此，下模座管材的最后出口處直徑取為21mm，單邊僅比管件的外徑大0.5mm，以此引導管件垂直擠出，減小其彎曲。 加熱裝置等溫成形時(shí)在整個(gè)成形過(guò)程中要使模具和坯料保持在一個(gè)較恒定的溫度范圍內，因此，模具需要設有加熱和控溫裝置。模具采用電阻絲加熱，利用石棉和硅酸鋁氈進(jìn)行保溫，并且采用熱電耦和控溫裝置進(jìn)行測溫和控溫。 實(shí)驗驗證實(shí)驗設備采用4－THP61－630型液壓機，箱式感應加熱爐，按照上述實(shí)驗條件成功的擠出了鎂合金管件。由成形的結果可知，所采用的擠壓工藝與模具結構是合理的，金屬流動(dòng)均勻，充填效果好，所成形的管件表面精度高、無(wú)裂紋，滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。
