连续挤压技术的发展及应用

范文一：连续挤压技术的发展及应用

连续挤压技术的发展殛应用连续挤压技术的发展及应用 , 宋宝韫“, 樊志新,?,孙海洋, ,大连交通大学连续挤压教育部工程研究,,，,辽宁大连,,,,,, ,(大连康丰科技有限公司辽宁大连,,,,,,) 摘要:连续挤压技术作为一种高效环保的有色金属成形新技术，从其诞生之初就被国内外研究领域和应用领域广泛关注。本文介绍了连续挤压的工作原理和其发展情况，并就我国在连续挤压技术领域的最新研究成果与进展情况进行详细说明，对未来国内外连续挤压技术的发展趋势进行了总结。关键词:连续挤压;技术设备;发展应用,前言连续挤压技术(,,,,,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,简称,,,,,,,)的发源地是英国的斯普林菲尔德核动力开发研究所(,,,,,,,,,,,, ,,;,,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,)，在上世纪,,年代由该所的技术研究人员,?,，,,,先生首先提出。连续挤压技术作为一种新的塑性加工方法，与传统挤压方法相比，具有节能、节材、自动化程度高、可制造大长度产品等优点，并为复合、粉末等先进材料的制造提供了新的手段被誉为有色金属加工技术的一次革命。其从诞生之日开始就凭借这些突出的优点，受到学术界和企业界的极大关注，并得到迅速发展。,连续挤压工作原理囤,连续挤压工作原理图,连续挤压包覆工作原理连续挤压工作原理如图,所示，挤压轮在动力驱动下沿图示方向作旋转运动，在挤压轮圆周上有一环形沟槽，模腔内表面工作圆弧与挤压轮的外圆表面相吻合、模腔上的挡料块与挤压轮的沟槽相吻合，构成密封带。杆坯料经压料轮压紧在挤压轮的沟槽内，在摩擦力的作用下被连续送入由挤压轮沟槽和模腔内表面构成的挤压腔，坯料中国有色金属加工装备及中日铜加工技术论坛文集 ,,, 在腔体挡料块处沿圆周方向的运动受阻，进入模腔，然后通过装在模腔内的模具挤成产品。以连续挤压技术为基础，伴随着连续挤压技术的发展，又出现了一种新的包覆技术——连续挤压包覆技术(简称连续包覆)，其工作原理如图,所示，通常两根坯料被压实轮压人挤压轮的轮槽，并由挤压轮的旋转被带入，两根坯料在挡料块处受阻沿两个方向进入模腔，在模腔内的高温高压环境下，已经发生塑性变形的两根坯料被完全压合，形成对芯线的围合，并通过调整凸模与凹模的间隙，实现对芯线不同厚度包覆层的控制，随着芯线的连续送入和坯料的连续供应，可以实现近似“无限长”包覆产品的生产。,连续挤压技术的发展,(,国外发展情况上个世纪,,、,,年代，国外在连续挤压技术诞生之后就开展了多方面的研究，主要集中在铝及部分铝合金产品的开发，如薄壁管加工、铝合金型材等。但对于铜连续挤压技术，由于铜的变形温度，变形抗力远大于铝，尤其在模具和设备结构方面需要进行深入的研究，并解决具体的技术难题，因此，从连续挤压技术发明到实现在铜加工领域的应用人们花费了,,多年时间，直到上个世纪末和本世纪初，铜材的连续挤压技术和设备才投入工业化生产。目前国外的连续挤压产品主要分为铜和铝两大系列，产品涉及领域包括:电力电缆;热传导和交换设施;多功能复合缆线;建筑用型材;冷却系统;宇宙航空和医用特殊磁性材料;冶金用添加材料;废料循环加工等。技术研究工作主要包括变形区自动冷却系统、生产过程数据管理系统、,,,控制系统、在线感应加热工具、铜母线连续挤压、铜管连续挤压、铝多孔管连续挤压、铝包覆、铝护套、模块化工具设计等。国外在连续挤压技术与设备工程化应用方面有许多特点，主要包括: (,)在线感应加热工具技术，可以更快更高效地使变形工具达到需要的加热温度。相对于通常

对变形工具进行的预热，其在工作位置安装到位后，大部分热量已经散失，同时又使其他零部件通过热传导被升温。而在线感应加热工具技术，使用特殊磁性合金制作通量导体，在感应线圈之外产生磁场，而且这个高效加热装置可以做的简便精巧安装在靴座之中。利用主频对工作线圈进行加热，同时消除集肤效应引起的局部过热和减少能耗，采用,，,控制加热过程，模式采用,，,控制，并建立单独或集成控制系统，整个加热过程可以实现线性加热，温度和时间比例可以根据加热工具的不同进行设定。 (,)动态间隙控制系统，实现连续挤压设备的挤压工具在,和,方向的移动，其专利技术被称为双通道动态靴座定位系统，可以完成连续挤压工具与挤压论之间间隙 ,,, 连续挤压技术的发展及应用的在线测量，实现对真实间隙和间隙空间的监测，并直接提供反馈信息给工具定位系统，由工具定位系统精确调整得到需要维持的几何量。 (,)智能化铝包钢丝线技术，其引入了一种叫做负荷传感操作的新模式，可以监测和连续地调节体积比，从而维持最佳的包覆条件，使溢料最小化。这种技术具有自学习功能，可以根据最大运行速度时的热平衡状态，自动完成生产运行，并且在自动开始和自动结束功能之间进行优化操作，提高了生产效率，减少了溢料浪费。 (,)铜管连续挤压技术，目前为止只有国外的连续挤压厂家可以提供工业化生产的铜管连续挤压生产线，尽管使用过程中工装模具寿命远没有达到预期的效果，并且世界范围内也仅仅只有几条生产线投入运行，后继的理论技术和工程化应用研究还需要更加深入的进行，但该项成果毕竟把连续挤压技术与设备的应用范围又向前推进了一大步。,(,国内发展情况国内在连续挤压技术与设备领域的研究工作，几乎同时开始相关内容的研究，目前为止也主要分为铜铝两大类，加工手段和产品应用也基本相同，整体技术水平差距不大。国内代表性的研究机构和公司包括大连交通大学连续挤压教育部工程研究中心和大连康丰科技有限公司。大连交通大学连续挤压教育部工程研究中心(其前身为大连铁道学院连续挤压工程研究中心)几乎是在国外提出把连续挤压技术应用到工业化生产中的同时，就展开了相关理论和工程应用方面的研究工作，当时由留法归国的宋宝韫教授把此项技术引入国内，并组建了我国第一个专门此事连续挤压技术和应用研究的工程中心。经过近,,年的发展，大连交通大学连续挤压教育部工程研究中心已经完全具备了自主研发连续挤压成套设备的能力，并通过产学研结合和技术转让等多种形式，成功地把自己在连续挤压领域所取得的几十项科研成果转化为行业中的先进生产能力，给国家节约了大量外汇资金，给企业和社会带来了丰厚的回报。而大连康丰科技有限公司是以大连交通大学连? 费菇逃抗こ萄芯恐行亩嗄甑难芯砍晒

劳小?允谐? 枷颉? а幸惶寤 ?ㄒ笛蟹?蜕费股璞傅目萍夹兔裼笠怠, 居涤幸恢Э缱ㄒ刀嘌Э频母咚窖蟹?哦樱稍崩醋杂诓牧涎А?苄约庸ぁ? 瞪杓啤?貉勾 ?缙远 ?扑慊攘煊颍渲胁?迹趁淌冢访苯淌诤透呒豆こ淌Γ玻岸嗝 ,酆竦目蒲惺盗徒常澳曜ㄒ倒こ淌凳? 榈幕郏刮颐窃诹费估砺垩芯亢图际跤τ梅矫娑甲咴诹斯谕獾那傲小, 灸壳爸饕钒酱罄啵陡鱿盗校玻岸嘀中秃牛废冢常哺鍪〖缎姓

?隹诘矫拦 ?毡尽?鹿拇罄恰臀鳌?戏堑任宕笾蓿矗岸喔龉液偷厍殉晌谕庵牧费辜际醯难蟹? 睾蜕璞腹?ι獭,次夜费辜际醯淖钚卵芯坑虢梗矗蓖巴辖鸬牧费?中国有色金属加工装备及中日铜加工技术论坛文集 ,,, ,(,(,大规格铜板带国内铜板带材的市场需

求持续快速增长，以及铜加工行业通过技术创新、发展短流程工艺、提高自动化和连续化水平、节能减排等发展目标的确立，使国内企业希望引人连续挤压技术对铜及其铜合金产品加工过程进行技术提升。针对目前连续挤压技术加工的铜材产品主要集中在线材、型材和母线方面，对大规格产品，尤其是铜板带的连续挤压加工方面我们从成形理论和工艺，变形工具材料选择、设计和加工等方面解决了实际遇到的实际困难。并把连续挤压产品铜板带坯的尺寸规格提升到目前国内外最大的,,,,,,,,,,，目前其生产的高纯高导无氧铜板带坯已经应用于计算机微型散热器、柔性印刷电路板、同轴射频电缆、光伏焊带铜基材、电子冲压件、干式变压器绕组等高端产品组件。大规格铜板带连续挤压对连续挤压设备方面最直接的要求就是设备的大型化。连续挤压设备的大型化，不等同与对现有设备的等比例放大。连续挤压设备的大型化工程作为一个系统化的工程，我们充分考虑各方因素，从解决成形工艺的实现人手，对设备的结构进行优化设计并校核机构强度、钢度。进行技术创新，实现高效扩展变形区在线定向智能加热、靴座位置动态调节等多项新技术的使用，采用系统集成思想，实现全生产线的自动化、信息系统的整合，提高生产效率，减少人力资源的投入。针对实际生产使用中出现的问题改进工装磨具的设计与加工，设计和制定合理的生产规范，保证产品质量的稳定。并成功解决了大型连续挤压设备在加工、装配、运输、再组装等方面的问题,,(,(,铜镁合金铜镁合金连续挤压主要是指高速列车接触线以及铰线，其中以高速列车接触线为重点方向。高速列车接触线主要指时速,,,公里以上的列车接触线，其中镁的含量约为,(,—,(,,,随着中国及世界其他发达和发展中国家对高速铁路的需求，极大地促进了铜镁接触线技术和产品的发展，由于铜镁合金本身的性能特点和接触线产品质量的苛刻要求，使连续挤压技术的应用面临多方面的挑战，其连续挤压生产需要解决包括铜镁合金杆料预处理技术、溢料控制与清除技术、冷却系统设计、变形材料选择、加热规范制定、产品防氧化保护、产品盘卷处理等几乎涉及到整个生产过程的各个方面，大连康丰科技有限公司通过与国内外多家著名的接触线提供商进行技术交流和现场协作，最终采用我们自行研制的铜镁合金专用连续挤压设备实现了高速列车接触线坯的连续挤压生产，目前已有多条生产线在国内外企业中投入运行。,(,(, ,,,引线框架材料集成电路和半导体元器件的发展，使人们对引线框架材料的需求逐步增长，其中应用前景看好并具有代表性的引线框架材料是,,,铜合金材料。为了实现,,,引线框架材料的连续挤压生产，我们从研究,,?,铜合金连续挤压过程中组织演变规律和材料 ,,, 连续挤压技术的发展及应用相变规律人手，深入研究,,,铜合金塑性变形特征，设计并逐步优化,,,铜合金挤压工艺与实现，通过计算机模拟和大量工程试验掌握,,,铜合金连续挤压模具的设计、材料选择及热处理工艺参数的规律，完成了大量理论问题和生产技术问题的研究和解决，这其中既依靠了我们已经在铜材连续挤压方面取得的成果和经验，但更多的是凭借技术进步与创新，才最终把连续挤压这一称得上有色金属加工领域的绿色生产技术引入到铜合金引线框架生产中，正逐步改变引线框架行业高耗能、高污染行业的形象。目前我们已经成熟掌握了,,,引线框架材料连续挤压生产的工艺设计规律，并能够为用户提供完整的生产流程及规范，国内已经有多家企业采用我们的设备进行,,,引线框架材料的连续挤压生产。,(,(,黄铜合金黄铜线材具有高强、耐蚀、?浊邢骱偷统杀镜忍氐悖饕 τ糜谥圃旄髦纸ㄖ

浼 ?扑硬寮 ?俗印?导堋? 础?趺焙偷傻攘煊颍孀殴窬玫姆?梗仆卟牡氖褂昧坎欢显黾樱云洳分柿康囊笠膊欢咸岣撸氪送比嗣窃谄渖屎徒谀芑繁,矫嬉蔡岢隽烁友细窈途咛宓墓娣丁,虼耍庸て笠灯惹邢, 胄碌募庸し椒ㄌ娲蚋慕壳暗纳ひ眨月愀咝Щ繁，囊蟆,罅捣峥萍加邢薰净煊ζ笠涤胧谐〉男枨螅攵阅壳坝τ霉惴旱模龋叮病?龋叮怠?龋叮浮?龋福啊?龋福怠?龋梗啊?龋梗傅榷嘀峙坪诺幕仆枇??凳?艘幌盗械挠牖仆费瓜喙氐难蟹?钅浚 ?醪秸莆樟嘶仆费构つ,呓峁埂?湫嗡俾屎捅湫挝露鹊南嗷ビ跋旃媛桑绕湔攵曰仆湫慰沽Υ蟆?刃вγ飨浴?湫挝露雀叩认窒螅杓坪侠淼墓つ,呓峁埂?攵孕缘难?窆つ,卟牧希匝映すつ,呤褂檬倜档蜕杀咎岣呱饰勘辏饩隽耸导噬讨杏龅降囊幌盗形侍猓壳霸诨仆卟摹舨摹?筒牡确矫娑既〉昧耸抵市缘某晒梢运祷仆费沟墓ひ祷唇肌,矗桑盗淄杆?磷铜合金由于磷的存在使其熔化温度是较低，通常在,,,。,,,,,之间，其具有良好的自去污能力和良好的流动性，润湿性，可以流人间隙很小的接头处，是代替银及合金制造焊条理想材料。但由于其材料较脆，而且目前的生产过程主要包括熔炼、浇注成锭或铸杆、热挤压成形或温拉丝、剪切成条(丝)或焊环，由于中间流程的需要从大直径加工成小直径的产品，并且保证材料处于合适的加工状态，因此工艺流程长，生产效率不高，并且产品质量波动较大，成品率低。我们与国外企业协作，希望通过采用连续挤压的方法实现磷铜焊丝的生产，针对磷铜焊丝材料的特殊性质，对用户目前的生产流程进行改造，通过引入连续挤压的方法实现磷铜焊丝材料的高效率低能耗生产，针对用户现有的生产设备，设计适应用户要求的磷铜连续挤压生产设备，满足磷铜焊丝生产的特殊要求，在提高生产效率的同时，为用户提供质量更好更稳定的产品。中国有色金属加工装备及中日铜加工技术论坛文集 ,,,,(,铝及铝合金的连续挤压,(,(,高精度铝多孔管汽车轻量化的发展，使人们越来越关心整车中铝零部件的使用数量，其次，铜价格的持续高位，使人们也希望在汽车产业中更多的使用铝来代替铜。这方面铝汽车散热器带的使用数量一直维持在较高水平，目前大约,,,的轿车采用铝质散热器，大约,,,的中型车和客车也采用铝质散热器。采用连续挤压技术生产汽车散热器带，市场前景广阔。我们在以往铝连续挤压的经验基础上，重新设计了新型高效的高精度铝多孔管连续挤压生产线，与我公司前期的设备相比，产能大幅度提高，溢料率降低，产品尺寸精准、质量稳定，成品率高，而且通过不断的工模具实践和优化，极大地提高了工模具使用寿命，降低了单位产品的生产成本，受到国内外用户的好评。,(,(,铝变压器带铜价格的居高不下，使铝带绕组变压器市场份额快速增长，尤其在,,,,,功率以下变压器中已经开始部分使用铝带绕组。铝带绕组相对于目前的铝导体而言属于大规格产品，我们在工程化实现过程中，借鉴了部分铜板带连续挤压方面的经验，尤其是针对性的设计和研发了大型的铝排及铝带连续挤压生产线，以适应大规格铝产品的连续挤压生产，并在实际中解决了多杆料结合、大扩展比成形、产品质量控制、生产效率提高以及生产辅机配套等问题，取得了良好的经济效益。,(,(,汽车用铝合金型材汽车轻量化在节能减排，尤其是低碳出行方面具有重要的实际意义。未来，汽车结构中更多的采用铝合金型材，在减少车身重量的同时也可以更好地提高车辆的安全性，但传统的汽车用铝合金型材加工线占地面积大、加工工艺庞大、设

备投入资金多。而目前，采用上引铸造法生产铝及其合金杆的技术已经出现，并在行业内开始广泛使用，上引铝杆生产技术的逐步推广，对采用连续挤压技术生产汽车用铝合金型材具有重要的现实意义，预示着可以采用更简单和高效的方式获得高质量的铝合金杆，然后通过连续挤压技术加工各种汽车用铝合金型材，实际加工过程中需要解决的工程技术问题包括成形工艺研究、模具结构设计、产品质量稳定性控制、生产效率提高等，目前我们此方面已经取得阶段性的成果。,(,贵金属连续挤压贵金属的生产和加工有其一套完整的工艺，而且多年来没有太大的变化，其生产过程中专用加工设备少，多数加工设备只能从其他行业的加工设备中进行选择，生产过程人工操作多，工人劳动强度大等问题。我们与国内某企业协作，希望部分利用其目前贵金属生产流程，引入连续挤压生产技术，提高产品的生产效率，降低工人劳动强度。为此，我们针对部分贵金属的特性，结合目前国内贵金属行业的生产实际，希望通过引入专用的连续挤压设备，在稳定产品质量、提高生产效率、减少工人劳动强 ,,, 连续挤压技术的发展及应用度等方面有所突破。,(,双金属复合线连续挤压生产,(,(,铝(合金)包钢复合线我国城市电网和农村电网的改造，使送电的增长速度急剧加快，尤其是我国大型电站的相继建成，更使送电成为重中之重。铝包钢复合线具有优异的耐大气腐蚀性，与钢芯铝绞线相比导电率提高了,,一,,，在重量方面降低,,一,,，即吨长度增加,,一,,,，在强度方面增加,,一,,，因此备受青睐，也成为重要的送电线路器材。我们从提高自身的技术水平出发，针对铝(合金)包钢复合线连续包覆的生产特点，坚持技术进步和创新，逐步取得了一系列的新成果，并成功应用到我们目前的生产线中，其中包括铝(合金)杆料和芯线的环保型预处理、芯线高效同步加热技术、包覆层体积比自动控制系统、生产线智能运行控制系统等新技术，通过不断地引入新技术，使大连康丰科技有限公司的铝包钢复合线连续包覆生产线的整体技术水平始终处于国内外领先地位。,(,(,锌包钢复合棒材锌包钢复合棒材主要用作接地极，其具有钢的高强度、较高的热稳定性，又具有阴极保护的功能，避免了接地装置与阴极保护重复投资和施工的浪费和麻烦，使用年限可达,,年以上，是一种新型接地产品。连续挤压生产锌包钢复合棒材具有工艺流程短、成品率高、无污染、生产效率高等优点，产业化发展需要进行锌的成形性研究、锌变形过程低温控制、模具材料的选择、生产过程防氧化保护技术、产品盘卷或定尺锯切等工艺和技术方面问题的解决，目前此项目在工程化实施方面的工作正在进行。,(,护套连续包覆技术,(,(,超大直径高压电缆护套目前国内高压、超高压交联电力电缆的用量随着社会用电量的提高而不断增加，超高压、大截面的交联电力电缆需要采用金属皱纹铝护套来实现承受电缆短路电流、径向防水以及承受抗侧压力，目前这种超大直径高压电缆护套的生产主要有氩弧焊纵包和卧式挤包两种方式。铝带氩弧焊纵包采用经过压延的厚度均匀的铝板，经清洗、精切、纵包、焊接、在线检测、轧纹过程来实现，但由于氩弧焊难以实现大长度的生产，并且对焊缝的宽度、薄厚、焊接处的强度要求较高，因此工艺复杂工序繁多，而卧式挤包技术采用用铝锭经大型压铝机生产设备，使铝在半熔融状态下连续挤包在电缆绝缘线芯上，挤出温度高达,,,?，会对电缆内部结构造成不良影响而降低电缆使用寿命，而且挤出过程中温度和挤出速度控制复杂不容易实现，挤出过程存在开裂隐患，并且设备耗能高，占地大，产品成本居高不下。我们通过自己的专利技术——多通道锥模连续挤压技术，

实现超大直径高压电缆护套的连续包覆，其中研发了一系列相关技术及设备，包括:超大直径护套的间接包覆和直接包覆工艺、工装模具结构设计和中国有色金属加工装备及中日铜加工技术论坛文集 ,,, 加工、冷却系统自动控制、大截面产品高效生产技术、设备大型化设计、收盘线技术等。,(,(,铅合金护套海底电力电缆，地下水水位高且地下水腐蚀性较强地区的电缆，都必须选用铅护套，但由于纯铅护套机械强度和抗振性能差，目前多数采用铅合金做护套。我们在铅合金护套连续包覆方面取得的研究成果包括:包覆材料的性能研究、成形工艺、模具设计和加工、包覆层参数智能控制、生产过程自动化实现、生产效率提高、材料利用率控制等。,未来连续挤压技术的发展趋势目前，国内外在连续挤压技术理论研究，以及工程化应用方面都取得了一定的成果，从市场对于连续挤压技术的需求和其自身的发展来看，其未来的发展趋势主要为: (,)连续挤压设备大型化方面，产品尺寸规格的增大，对连续挤压设备的需求最直接的就是设备的大型化，无论铜和铝的连续挤压还是连续包覆都需要提供型号更大的连续挤压设备。 (,)连续挤压技术

蠼孛嫱煨筒模埽笾本堵列筒暮吐凉艿与应用方面，大规格的铜、铝板带?

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械难芯慷急冉仙伲馐俏蠢戳费辜际跤肷璞秆芯亢头?沟那魇浦唬?(,)加工材料的拓展方面，目前的连续挤压设备及技术主要可以实现铝、铝合金、铜以及部分铜合金的连续挤压生产，但用户希望更多的加工材料能通过连续挤压的方法实现产品加工，进而节约生产成本和降低对环境的污染。尤其是应用前景广阔的铜合金领域、铝合金领域，以及未来市场需求量看好的其他轻质合金领域，都具有十分巨大的市场消费量。 (,)复合材料连续挤压生产，包括双金属复合材料连续包覆，由于某些金属材料价格昂贵或某些特殊用途的材料对抗腐蚀等的严格要求，需要进行双金属连续挤压包覆加工。以及部分由于对材料性能的特殊要求，需要进行的金属之间或金属非金属之间材料的连续挤压加工。 (,)材料的循环使用，连续挤压技术的特点使其对加工材料的状态要求相对宽松，各种加工过程产生的边角余料，从粉末状到不规则颗粒状都可以通过连续挤压设备重新加工成不同规格和形状的成品，材料循环利用要求的提高，以及对再加工过程能源消耗的严格控制，使其成为未来重要的研究方向。 .

范文二：挤压膨化技术及其应用

挤压膨化技术及其应用

The application of extrusion technology

文麟芳

WENLinFang

（1.长沙理工大学化学与生物工程学院，湖南长沙 410114；）

(1.School of Chemistry and Biological Engineering, Changsha University of Science and

Technology, Changsha, Hunan 410114, China)

摘要：挤压膨化技术以其连续性、高效性以及产品形态多样性而广泛应用于休闲、婴幼儿、速溶茶、面类、谷物等食品领域。本文主要介绍了挤压膨化设备的类型、基本原理和在生产中的应用,讨论了挤压膨化出在膨化食品中存在的问题及其发展前景。

关键词：挤压膨化；原理；应用；存在问题；发展前景

Abstract: Extrusion technology is widely used in the field of snack, infant, instant tea, pasta, cereals and other foods for its continuity, efficiency and morphological diversity of products. In this paper, the type, basic principles and application in productionof extrusion technology were mainly introduced, the problems existing in the extrusion and its development prospect were discussed in puffed food .

Keywords:Extrusion technology;Principles;Application ;Problems,Development 1 挤压膨化技术概况

挤压膨化技术在40年代末期逐渐扩大到食品领域。它不但应用于各种膨化食品的生产,还可用于豆类、谷类、薯类等原料及蔬菜和某些动物蛋白的加工。近年来挤压膨化技术发展十分迅速,目前已成为最常用的膨化食品生产技术之一。据报道美国1997年挤压膨化食品的销售额达9.319亿美元,比1996年增长9.3% [1]。挤压膨化技术是集混合、搅拌、破碎、加热、蒸煮、杀菌、膨化及成型为一体, 能够实现一系列单元同时并连续操作的新型加工技术[2]工艺简单，能耗低，成本低，无“三废”产生，具有多功能，高产量，高品质的特点，[3,4].挤压膨化可分为在膨化操作过程中对物料进行加温、加压处理,不加蒸汽或水的膨化为干法膨化;对物料加温、加压并加蒸汽或水的膨化为湿法膨化。[5]挤压膨化技术生产的产品种类多，浪费少，生产成本低，几乎无废弃物且原料的适用性广，能有效减少营养损失、改善食品风味[6]。挤压膨化可以使产品的质量得到改良和提高,它导致淀粉的糊化、蛋白质的变性以及淀粉、蛋白质和脂类复合体的形成[7],蛋白质的可消化率得到提高[8]。因而挤压膨化食品味美可口、易于消化吸收,深受广大消费者的青睐。

2 挤压膨化技术机理

挤压膨化作用机理是，含有一定水分的物料，在挤压机套筒内受到螺杆的推动作用和卸料模具或套筒内节流装置（如反向螺杆）的反向阻滞作用，同时还受到了来自于外部的加热或物料与螺杆和套筒的内部摩擦热的加热作用，此综合作用的结果使物料处于高达 3~8 M Pa 的高压和 200 " 左右高温的状态之下，如此高的压力超过了挤压温度下的饱和蒸气压，使挤压机套筒内水分不会蒸发沸腾而呈现熔融的状态，一旦物料由模具口挤出，压力骤然降为常压，水分急剧蒸发，产品随之膨胀，水分从物料中的散失，带走了大量热，使物料在瞬间从挤压时的高温迅速降至 80 "左右，从而使物料固化定形，并保持膨胀时形状[9~11]

3 挤压膨化设备

挤压膨化设备有单螺杆挤压机、双螺杆挤压机和多螺杆挤压机, 目前应用较多的是单螺杆和双螺杆挤压膨化机, 三螺杆挤压机是近年来出现的新产品。[12]

目前,挤压工艺中最常见的设备是双螺旋挤压机。这种设备的挠性很好,能复制多种烘烤操作,其最大的缺点是不产生传统蒸煮、烘烤食品的风味[12]。研究表明:挤压产品的容积密度随圆筒温度、含水量的增大而减小;而抗破碎强度随容积密度的增大而增大[13]。我国挤压膨化技术设备及工艺与国外发达国家相比差距甚远[14]。结合国外发展趋势及我国挤压膨化技术的现状，我国应急需研制、开发多功能、大功率的挤压设备。

挤压膨化机的典型结构及其挤压膨化过程见图1 [15]

图1 挤压膨化机的典型结构及其挤压膨化过程

4 挤压膨化技术的应用

4.1食品工业中的应用

挤压膨化技术在食品加工中,可广泛甩于生产谷物快餐食品、植物组织蛋白、健康食品、儿童食品、断奶食品、改性淀粉、面粉、口香糖、巧克力、酪阮酸盐等。现在,该技术也开始用于加工黄油、肉制品、海产品、麦款食用纤维等。[16]

4.2油脂浸出中的应用

利用挤压技术对浸出前的油料进行膨化预处理,是溶剂浸出提油的一种新技术[17] 。挤压技术应用于油脂浸出的基本原理是:当油料料胚随螺杆推进被强制输送到挤压腔后,通过压延效应及摩擦、挤压产生的高温、高压,油料被剪切、混炼、熔融和产生组织变化。当料胚从高压状态挤出到常压状态时,造成内部超沸点水分的瞬间蒸发而产生巨大的膨胀力,油料也随之膨化成型,产生许多具有细微孔的条状体(“油路”),有利于油料的浸出[18,19]应用挤压膨化浸出法与传统的轧胚浸出法相比,在浸出设备的生产能力、油脂浸出速度、能耗、溶剂料胚比以及油品质量等方面有许多优越之处[20]

4.3饲料行业中的应用

挤压膨化技术应用于饲料工业主要用于生产加工宠物食品、反刍动物蛋白补充料的尿素饲料等。它在加工特种动物饲料、水产饲料、早期断奶仔猪料及饲料资源开发等方面具有传统加工方法无可比拟的优点[21]饲料在挤压膨化过程中一些天然的抗生长因子(大豆中的胰蛋白酶抑制因子)和有毒物质(棉籽中的棉酚、田菁籽中的生物碱与鞣质等)被破坏,导致饲料劣变的酶被钝化或失活[22,23],使饲料的一些质量指标得以提高;另一方面,毒性成分的减少提高了蛋白酶的消化率,蛋白质利用得到明显改善,饲料的适口性更好。

4.4酿造生产中的应用

谷物膨化后,淀粉及蛋白质等大分子物质发生降解,糊精、还原糖和氨基酸等小分子物质含量增加[24],脂肪含量大大降低,这样的变化对发酵作用较为有利。同时,可溶性的小分子物质在发酵初期可供给酵母足够的营养成分,加快了发酵进程。利用挤压膨化原料生产食醋,原料出品率提高40%～ 50%,酒母和曲的用量减少,发酵时间比传统工艺缩短10d左右,经济效益显著增加[25]。

5 挤压膨化技术的现状及解决办法

由挤压膨化技术生产出来的膨化食品出现过很多问题。最普遍的导致膨化食品不合格的直接原因就是调味料问题。由于膨化食品加工工艺的特殊性,都要经过高温甚至高压,半成品在微生物指标上是没有问题的,而在添加各种风味的调味料之后,微生物指标骤增甚至超标,可见调味料直接影响了产品的质量[26]。其次,在膨化小食品的加工过程中,由于加了不合适的食品添加剂,如含铝的膨松剂等,会使产品的铝含量过高。有的接触了有铅和锡的合金,在高温的情况下,这些铅就会汽化,可能会污染膨化的食品[27]。还有一个铝的来源尚未引起广泛重视,那就是人工合成的食用色素,如苋菜红、胭脂红、诱惑红、柠檬黄、日落黄、亮蓝等和它们的铝色淀(水溶性色素沉淀在氧化铝上制备的着色剂)[28]。另外,还存在有些加工点卫生状况极差,部分食品在不良情况下的酸腐变质等问题。以上问题只要有完善的市场管理监督体制,生产厂家严格执行食品卫生管理方法,采用科学的生产工艺,这些问题都是可以避免的。目前来讲,膨化食品的总体质量是过关的。只要消费者在购买时选择正规厂商、保质期内的产品,完全可放心食用。

6 挤压膨化技术的前景

从世界饮食发展潮流来看，挤压膨化加工食品在人们的日常消费中占据着重要地位，它有着许多食品加工手段不可比拟的优势。[29]近几年来，发达国家已把蒸煮挤压食品单列为一大类食品，且渗透到许多食品加工中，如膨化后的大米可进一步制作主食面包、蒸制品和炸制品等；将玉米挤压膨化后粉碎，加入面包中，使面包具有特殊的口感和香味。在美国、日本及西欧一些国家的食品业中，几乎随处可见到挤压食品或挤压半成品。另外，许多国家还纷纷在谷物早餐和快餐中添加适量的花粉和胡萝卜素、海藻粉和各种蔬菜粉等，通过挤压膨化后，制作适合不同人群消费的强化食品。相信食品挤压膨化加工技术在不久的将来会给

消费者的餐桌增添不少色、香、味和营养俱佳的食品。挤压膨化加工技术将会在“中国营养改善行动计划”、“国家大豆行动计划”中起到重要作用[30].

参考文献

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范文三：连续挤压技术

轮靴式连续挤压的发展历程

摘要:本文简要叙述了连续挤压技术在国内外发展的情况，重点介绍了连续挤压技术的起源和发展，应用。以及该技术在我国的运用时间和他的改进，以及发展的包覆技术的应用。

关键词:连续挤压;包覆技术

连续挤压技术是20世纪70年代初由英国原子能管理局(UKAEA)斯普林菲尔德研究所格林(D.Green)先生提出的塑性加工新方法,被誉为有色金属加工技术的一次革命。该技术从提出到工业化应用历经了不断的完善、提高和应用领域扩展的过程。我国的连续挤压技术经历了20多年的发展,已经从开始时的仿制、改进,到拥有自主产权的再创新,已经成为国际上连续挤压技术和装备的制造大国和应用大国[1]

(l)国外发展状况

3]曾将连续挤压轮槽化分成初始咬合区和挤压 1973年，c.Etheringtonl’

咬合区，并给出了两个区域长度的近似关系式。

1977年，日本学者平松忠彦，杉村义夫【’4]等从定性角度分析了挤压比和挤压力，挤压速度和挤压力及挤压程度和挤压温度之间的关系，并得出了切向力的近似数学表达式。

1978年，B.Maddock[‘’l等针对挤压变形过程的特点，假定材料的剪切应力取决应力分布，在剪切面之间速度呈线性减少，并给出了变形区的速度分布图。

1979年，J.Tir。Sh[’“]等采用I程近似法和能量法对CoNFoRM连续挤压过程进行了详尽的理论推导和实验研究，分别导出了:

?挤压轮与工件的接触面的压力分布;

?靴块包角即咬入角九:

?载荷作用位置必。:

?驱动马达功率;

?摩擦条件对工艺参数的影响。

1979年，slater[’71等经过大量的实验，对连续挤压过程中金属的晶粒度，硬度等微观、亚微观的组织结构的变化进行了研究。

(2)国内发展状况

我国开展CONFORM研究工作大约在1985年左右，理论方面的工作开展得也很少。1991年胡建国报道了径向式CONFORM连续挤压变形的研究，首次对径向式CONFORM连续挤压的变形进行了分区，分析了径向式连续挤压变形的四个工艺参数，提出了基本挤压变形区长度的计算值和实验结果。

1992和1994年，彭大暑和彭颖红等[’8一川设计了模拟试验装置，并通过 Morie云纹法进行了试验模拟，发现在挤压模孔与泄漏孔之间存在剧烈剪切带，这对于挤压变形、质量控制十分有益。

1994年，陈广霞等[22}将挤压轮槽内部变形分为填充区和挤压区，并应用逐次单元法，给出了两区的长度，分析了挤压型腔与坯料之间的接触应力分布情况。

1997年，贺幼良等[23}介绍了光塑性方法在塑性加工领域的应用和研究进展，给出了适合于连续包覆工艺研究的几种模型材料及性能。讨论了光塑性方法在连续包覆工艺研究中的应用前景。

其原理如图1.1所示，挤压轮的圆周上开设了一圈沟槽，轮子四分之一的圆

周同靴座相吻合并保持一个很小的间隙，当杆料毛坯送入轮槽时，通过压实轮的作用，杆料在轮槽侧壁摩擦.力的作用下，被连续不断的拽入挤压模腔，在摩擦力的作用下，金属材料的温度升高，压力也不断增加，达到塑性流动极限时，金属从挤压模孔挤出，形成连续的实心或空心的产品。通过改变挤压模孔的形状，就可以产生各种线材、管材、型材等[4，51。

连续挤压目前主要用于生产铝材和铜材，由于铜的变形温度高，变形抗力大，限于模具和成本等因素，目前只能生产实心铜材。连续挤压时还可以用颗粒料作原料16一8]，当颗粒料从料斗中逐渐输入轮槽时，同样在槽壁摩擦力的作用下，颗粒料经过压实、变形，最后在高温高压的条件下焊合在一起，通过模孔挤压成形，也可以制成各种产品。

参考文献

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范文四：连续挤压技术

什么是连续挤压技术,

连续挤压原理

连续挤压:模腔位于挤压轮侧面，坯料在旋转挤压轮的带动下进入挤压腔内，在轮槽摩擦力的作用下，坯料温度升高压力加大，达到一定值后便从模孔中挤出，形成管材或型材产品。根据设备品种不同，坯料可以是一根，也可以是两根;根据坯料材料的不同，可以挤压铝、铜及其合金。此种工作方式主要用于生产冷柜、空调、汽车等制冷用管，异形截面型材及变压器、电机用铜电磁线等产品。

300型铜连续挤压机采用了国际先进技术，将单一规格原材料铜杆连续加入一个旋转的有槽挤压轮中，剪力效应产生足够的温度和压力使铜杆料从特制的模具中挤出并一次成型，可迅速生产出各种规格的优质铜扁线。采用该工艺生产出的铜扁线较旧工艺有无可比拟的五大优点:

一是表面光洁无毛刺:连续挤压是原材料铜杆在被完全挤压变形的高温状态下的塑性成型，完全消除了材料本身的内部缺陷，使产品表面质量更加完美;

二是精确的几何尺寸:由于采用了优质的挤压模具，确保了在高温下挤出的产品有最佳的成型精度和良好的截面形状;

三是优于国标的导电率:由于原材料铜杆在整个挤压过程中材料的密实度增加，从而使电阻率降低，提高了导电性能;

四是产品质量的一致性:整个扁线挤压生产过程无加热、退火工序，生产出的扁线在与空气完全隔绝的状态下冷却，消除了传统工艺退火处理温度不均所导致的质量问题，确保了产品的优质、稳定;

五是可任意长度生产:可根据客户的要求连续生产任意长度的产品，中间无任何接头。另外，整条挤压设备占地小，能耗低，无压余、切边等工艺废料，材料利用率高。该工艺堪称传统拉拔工艺的技术革命设备的配置

设备的主要参数:

1、型号:300型

2、挤压轮公称直径(mm):300

3、主机功率(kw):DC110、AC110

4、挤压机转速(rpm):4,12.5

5、原料种类:纯铜、铜合金

6、铜杆原料:,12.5mm

7、产品最大宽度、直径:45

8、产品截面:10-200mm?

9、成品宽厚比:? 7:1

10、产量:200-400kg/h

11、溢料率:1,3

设备的配置:

1、,1800mm盘式放线架:1台

2、校直切断机:1台

3、主机:(带液压站、润滑系统)1套

4、冷系统及水箱:1套

? 1000mm):各1套 5、收线机(?800mm、

范文五：连续挤压技术

连续挤压技术

专业：材料加工

学号：

姓名：

2014 6 24

一、连续挤压技术的原理

挤压是有色金属、钢铁材料生产与零件生产、零件成型加工的主要生产方法之一，也是各种复合材料、粉末材料等先进材料制备与加工的重要方法。有色金属挤压制品在国民经济的各个领域获得了广泛的应用。连续挤压技术是挤压成型技术的一项较新的技术，以连续挤压技术为基础发展起来的连续挤压复合、连续铸挤技术为有色金属管、棒、型、线及其复合材料的生产提供了新的技术手段和发展空间。

传统的挤压方法主要有正向挤压、反向挤压、静液挤压等。以正挤压为例，如图1所示：

图1. 正向挤压

正向挤压时，挤压杆运动方向与挤压产品的出料方向一致，坯料与挤压筒之间产生相对滑动，存在很大的摩擦，这种摩擦阻力使金属流动不均匀，从而给挤压制品的质量带来了不利影响，导致挤压制品组织性能不均匀，挤压能耗增加，由于强烈的摩擦发热作用，限制了挤压速度且加快了模具的磨损。反向挤压和静液挤压等方法虽然从不同的角度对正向挤压进行了改进，但是这些传统的挤压方法都存在一个共同的缺点，即生产的不连续性，制品长度受到限制，前后坯料的挤压之间需要进行分离压余、填充坯料等一系列辅助操作，影响了挤压生产的效率。

为了解决传统挤压中的问题，20世纪70年代人们开始致力于挤压生产的连续性研究。1971年，英国原子能局的D.Green发明了CONFORM连续挤压方法。此方法以颗粒料或杆料为坯料，巧妙地利用了变形金属与工具之间的摩擦力。如图2所示，由旋转的挤压轮上的矩形断面槽和固定模座所组成的环形通道起到普通挤压法中挤压筒的作用，当挤压轮旋转时，借助于槽壁上的摩擦力不断地将杆状坯料送入而实现连续挤压。连续挤压时坯料与工具表面的摩擦发热较为显著，因此，对于低熔点金属，如铝及铝合金，不需进行外部加热即可使变形区的温度上升400～500℃而实现热挤压。

图2. 连续挤压原理

在常规的正挤压中，变形是通过挤压轴将所需的挤压力直接施加于坯料上来实现的，由于挤压筒的长度有限，要实现无间断的连续挤压是不可能的。一般来讲，要实现连续挤压需满足以下两个条件：

（1）不需借助挤压轴的直接作用，即可对坯料施加足够的力实现挤压变形；

（2）挤压筒应具有无限的连续工作长度，以便实现无限长度的坯料供给。

为了满足第一个条件，其方法之一是采用图3所示的方法，用带矩形断面的运动槽块和将挤压模固定在其上的固定矩形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，上下两面上方向相反的摩擦力相互抵消，坯料在两侧面的摩擦力作用下向前运动而实现挤压。

图3. 利用摩擦力挤压

为了满足上述第二个条件，其方法之一是采用挤压轮来代替槽块，如图2所示。随着挤压轮的不断旋转，即可获得无限长度的挤压筒。挤压时，借助挤压轮表面的主动摩擦力作用，坯料连续不断地被送入，通过安装在挤压靴上的模子挤出所需断面形状的制品。

综合以上两方面考虑，CONFORM连续挤压机做了如下设计，它主要由四大部分组成：轮

缘车制有凹形沟槽的挤压轮，它由驱动轴带动旋转；挤压靴，它是固定的，与挤压轮相接触的部分为一个弓形的槽封块，该槽封块与挤压轮的包角一般为90度，起到封闭挤压轮凹形沟槽的作用，构成一个方形的挤压型腔，相当于常规的挤压筒，不过这一方形挤压筒的三面为旋转挤压轮槽的槽壁，第四面才是固定的槽封块；固定在挤压腔出口端的堵头，其作用是把挤压型腔出口端封住，迫使金属只能从挤压模流出；挤压模，它或安装在堵头上，实行切向挤压，或安装在靴块上实行径向挤压。这样，当从挤压型腔的人口端连续喂入挤压坯料时，由于它的三面时向前运动的可动边，在摩擦力的作用下，轮槽咬着坯料，并牵引着金属向模孔移动，当夹持长度足够时，摩擦力的作用足以在模孔附近产生高达1000 MPa的挤压应力，迫使金属从模孔流出。可见CONFORM连续挤压原理是巧妙的利用了挤压轮凹槽槽壁与坯料之间的机械摩擦作用作为挤压力。而且只要挤压型腔的入口端能连续地喂入坯料，便可达到连续挤压出无限长制品的目的。

二、连续挤压技术的塑性变形特点及金属流动规律

连续挤压时塑性变形过程包括挤压型腔变形区和挤压模腔变形区两个过程，其中挤压型腔变形区是指轮槽和挡料块组成的变形区域，包括孔型轧制区、摩擦剪切变形区、镦粗区、粘着区、直角弯曲挤压区等五个变形分区。挤压模腔包括扩展成型区和挤压成型区两个变形分区。

研究金属在挤压变形过程中的流动行为在实际生产中具有十分重要的意义。挤压制品的组织性能、表面质量、外形尺寸和形状精度、成材率、挤压模具的正确设计、挤压生产效率等，均与金属流动有着十分密切的关系。

（1) 连续挤压中，摩擦力变为驱动力。径向流出这一结构约束的特点使得激烈的剪切变形并不是沿传统正挤压那样出现在边部，而是出现在中部区域。该剧烈剪切变形带的存在使金属流动更加均匀，而且使得金属产生更为优越的塑性成形条件。

（2) 变形区内大部分金属处于三向压应力状态，其应力从中心向边部基本上呈减小的趋势。在中心，其静水压力比其他区域高得多。和传统挤压相比，应力峰值不是出现在边部，因而可以避免传统挤压中心层金属和边部金属变形不均匀的缺点。

（3) 在连续挤压过程中，挡料块与挤压轮槽底的间隙是必然存在的。此时金属的塑性流动模式是由径向挤压的流动模式与泄漏处的类似于正挤压的流动模式组合而成的。由于摩擦驱动边界和泄漏间隙的存在，使得塑性变形区增大，而死区减小。两个不同方向的金属变形的存在，使得金属同时发生两个相差近90度方向的塑性流动，因而在侧向挤压模孔附近

的变形区内有十分剧烈的剪切变形。

这种剪切变形带的存在对连续挤压是特别有利的。剧烈剪切变形产生较大的变形热，而且可以使材料变形在整个区域较为均匀，从而提高金属的塑性变形能力。在泄漏口附近出现了拉应力。这一拉应力的出现有助于坯料内部及挤压死区内夹杂物通过泄漏口排出，因而有利于制品内部质量的改善与提高。

三、影响金属挤压加工的工艺因素

1.挤压速度和温度。

在连续挤压加工母材的生产过程中，挤压速度和温度是影响金属加工质量和使用寿命的重要因素。一般而言，挤压速度越大，被周围介质吸收的热量就越少，则金属塑性变形的温度就越高，反之亦然。在挤压过程中，挤压速度与温度密切相关。提高挤压速度，则挤压温度也随着升高，反之亦然。为了保持挤出产品的形状整体性，塑性变形区的温度必须与金属塑性最好时的温度相适应。变形温度对金属的塑性有着重大影响，就大多数金属而言，总的趋势是：随着温度的升高，塑性增加。

2.材料的冷却收缩性。

金属在冷却过程中，由于各部分收缩的非均匀性，容易造成材料表面受拉、内层受压，从而产生热应力，影响其表面质量。此外，金属在冷却过程中可能发生相变，相变过程导致的体积变化可能使材料晶粒内部产生组织应力，当叠加的应力超过金属强度时，就会破坏产品的完整性，在材料的内部或表面产生微观和宏观裂纹，导致产品形状变形。为了避免金属在冷却过程中产生尺寸变形，必须选择适当的冷却速度，并按一定的冷却规范进行冷却。

3.材料的流动性。

所谓流动性是指金属充满腔体及模具型腔的能力。若合金的流动性不佳，金属则无法完全充满模腔。挤压制品的组织性能、表面质量、外形尺寸和形状精度、成材率、挤压模具的正确设计、挤压生产效率等，均与金属流动有着十分密切的关系。

四、连续挤压的工艺流程

连续挤压的工艺流程如图4所示：

图4 连续挤压工艺流程

由连续挤压变形原理和工艺可以看出，同传统的挤压工艺相比，连续挤压具有一系列

优点：

1.采用连铸连轧的盘条作为原材料，供应方便，没有挤压压余，材料利用率高，一般可达95％，组织性能均匀性好。

2.连续挤压利用摩擦所产生的热量升温，无需加热，从而节省了能源。

3.工序少，生产效率高，产品成品率高。以管材加工为例，此加工工艺比一般管材加工方法省略15道以上工序，且成品率可达90%以上，而一般方法生产同类管材成品率只有50% 左右。因此连续挤压加工工艺可缩短工艺流程和生产周期，从而降低了成本，提高产品的竞争能力。

4.坯料既可用线材也可用颗粒状原料，甚至可以直接用液体原料。也能利用废屑不经重熔而直接再生成材。

5.可实现产品的连续生产，无间隔时间。

6.可生产超长制品传统加工方法一般不超过30-50m，而利用连续挤压法长度一般可在数千米直到数万米之间，呈卷状交货，运输方便。

7.既适合大批量生产，也适于小批量多品种生产。

8.产品性能好，尺寸精度高，光洁度好。

五、连续挤压设备

大连交通大学自从成立了连续挤压工程研究中心以来，在设备能力方面，从250单槽挤压发展到350双槽挤压和包覆；在所生产产品的品种方面，从单一材料发展到多种材料的复合，实现了直接包覆和间接包覆；在成形的金属材料方面，从铝、铜扩展到铝合金及铜合金，先后研制成功了KLJ250、TLJ250、TLJ300、LIA300、TIA350、SLJB350生产线，分别用于加工铝及合金的管材与型材、铝包钢丝、光纤护套、有线电视同轴电缆(CATV)、铁路通信信号电缆、电力机车铜合金接触导线、光纤复合架空地线(OPGW)、优质铜扁线、铜母线等产品，形成了完全国产化的连续挤压和连续包覆系列成套设备和具有自主产权的关键技术。特别是新研制开发的铜扁线短流程连续挤压技术和成套设备，具有产品质量高、工艺简单、高效节能、符合环保等优点，倍受铜扁线制造厂家的青睐，已经成为铜扁线生产的更新换代产品，该套设备在国内市场的占有量已达90％以上，完全取代了进口。

六、连续挤压技术的应用

连续挤压和连续包覆技术的应用如今已经相当的广泛，主要分为以下几个方面：

1.制冷用管制造技术

制造小直径薄壁制冷用管的传统工艺方法是：热挤压+冷轧+减径拉伸，但该方法设备投资大，工序多，材料利用率低，制造异形空心管的工艺就更为复杂，由于连续挤压技术的应用使得这一难题得以解决。该方法与传统工艺相比具有如下优点：① 一次成形为产品，大大简化了生产工序、缩短了生产周期；② 无压余及工序间废料，材料利用率可达到95％以上；③ 不需要加热设备，节约能源；④ 连续生产，无间隔时间，生产率高，自动化程度高；⑤ 可生产超大长度的产品，为制冷管的应用厂家自动化生产提供了基础；⑥ 投资省，占地面积小。

2.有线电视同轴电缆外导体、通信信号电缆护套制造技术

有线电视同轴电缆外导体和通信信号电缆护套的传统制造方法为铝带纵向弯曲后焊接，一般采用氩弧焊或高频焊。但由于焊接方法的限制总存在焊缝，使得电缆的气密性、电气特性及生产效率难以得到根本的改善和提高。

3.铝包钢丝制造技术

钢丝连续挤压包覆的工作原理是钢芯线直接穿过模腔，挤压轮沿顺时针方向旋转，两根铝杆坯料进入挤压轮轮槽时，在槽壁摩擦力的作用下被曳引到模腔内，在摩擦力产生的高压和高温作用下，铝在模腔内与钢芯线形成良好结合后通过模口挤出形成铝包钢丝。

采用“连续挤压包覆+拉拔”技术生产铝包钢丝，是对传统制造工艺的一次重大变革，具体表现在如下几个方面：① 生产线自动化程度高，工艺简单，各工艺参数容易控制，生产成本低；② 通过改变钢芯线性能、尺寸和包覆层厚度，就可调节产品的力学性能和电性能；③ 原材料铝为统一规格的盘条杆，备料方便；④ 变换产品仅需更换一只模具，快捷方便，准备周期短，特别适于多品种生产；⑤ 连续生产，生产效率高。工人劳动强度低，工作环境得到改善。

4.高速铁路铜合金接触线制造技术

目前，国内生产的纯铜接触线、铜银合金接触线还不能适应高速铁路建设的需要，铜镁合金接触线还正在试验，现在运营和正在建设的准高速、高速铁路线路的接触线基本都采用进口产品。

在生产铜合金接触线时，连续挤压技术与其他工艺相比，有以下特点：① 工艺简单，

可连续生产。连续挤压变形是靠旋转的挤压轮对坯料的摩擦来驱动的，其操作不受最大行程的限制，可以不间断地连续生产；② 坯料无须加热。连续挤压是通过坯料与进料导板的摩擦生热来控制金属的变形温度，铜合金在变形时的温度最高可达800℃～850℃，因此无须加热，降低了60％的能耗；③ 变形金属受力状态好，组织致密。坯料在连续挤压过程中处于强烈的三向压应力状态，有利于提高金属的塑性，消除铸造缺陷，同时发生再结晶，改善组织结构，细化晶粒，从而提高了金属的机械性能和电性能。由该方法获得的铜合金线晶粒度通常仅为0.01～0.02 mm；④ 同一种直径的杆坯既可以生产更小截面的产品，也可以通过扩张模生产比杆坯截面还大的产品，从而满足不同线径产品的需要。

5.铜扁线制造技术

随着铝的连续挤压技术的趋于成熟化、系统化，现在主要的精力放在了铜扁线的连续挤压上面，而目前这项技术已经在实际中获得了广泛的应用。

七、连续挤压技术的工艺

1.铝及铝合金的挤压

铝具有一系列比其它有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性，如密度小，约为钢的1/3；良好的耐蚀性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的导热性和导电性；良好的耐低温性能；弹性系数小；良好的力学性能。此外，铝材的高温性能、成形性能、铆接性、胶合性以及表面处理性能等也比较好。因此，铝材在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑等各个领域都获得了十分广泛的应用。

在20世纪80年代，连续挤压机主要用于挤压铝质电冰箱冷凝管用光面小管材。我国早期引进的CH300型连续挤压机，如广州铝材厂、长沙有色金属加工厂、南宁铝材厂、东北轻合金加工厂、石家庄铝厂等的连续挤压机都是为了生产这类材料。随着连续挤压技术的不断发展，连续挤压机可生产的品种已由最初的铝光面管扩展到D形管、汽车空调用口琴管等诸多产品领域。

生产平行流多孔铝管采用连续挤压法，即用连续挤压机(Conform)直接挤压成品管，工艺流程短，生产成本低，而且盘管质量大，精整后尺寸较精确，管材内表面清洁，没有任何润滑剂残留物，生产效率高。铝制品连续挤压的生产流程如图5所示。

图5铝制品连续挤压生产工艺流程

连续挤压生产铝制品的原材料一般采用的是铝线（杆）坯料，是用经精炼再过滤的铝水连铸连轧得到的，在生产时，开卷进行挤压之前，要先清洗出去表面的油污和氧化物等，然后才可沿挤压轮的沟槽送入压实轮，后者紧紧地将坯料压在沟槽内，靠沟槽两侧的摩擦力将铝线坯料带入，在此过程中会产生很大的摩擦，依靠摩擦发热以及变形热，可使变形铝金属的温度有室温快速上升到250～450℃，在进料孔附近甚至可达到500℃以上的高温，而后铝线坯料在沟槽内产生塑性流动，在模腔堵头处改变流动方向，直接进入模具分流孔，充满焊合室，最后流出模孔形成所需的产品。铝管连续挤压的技术参数如表1所示。

表1 技术参数

2.铜扁线连续挤压

铜扁线是制造变压器所用电磁线的主要材料，其导电性能、抗拉强度、延展性、表面质量直接影响到变压器绕组的性能和制造质量。目前，生产铜扁线的工艺方法主要有：拉拔法和连续挤压法(即上引连铸——连续挤压法)两种。其中拉拔法的工艺为上引连铸——轧制(压扁)——拉拔——退火法，是传统的铜扁线生产方法。该方法的最后一道工序是“退火”。由于是冷加工，难以保证扁线的质量和性能，又由于其生产工序多、周期长，原料尺寸又与产品规格有关，因此给多品种、小批量模式的生产准备带来困难。

铜扁线连续挤压是在铝连续挤压技术基础上发展起来的一项新技术。由于该技术所具有

的显著优点，发达国家一直在潜心研究，并积极开拓市场，尤其应用在对铜扁线质量要求高的场合。据资料介绍，世界著名的ABB电气公司已拥有14条生产线用以进行铜扁线生产，以确保其电气产品的质量。我国正在进行农村电网和城市电网的改造，急需大量优质的输变电设施，从而对铜扁线的生产制造提出了更高要求。尤其是我国加入世贸组织之后，大批外国企业要求我国提供优质的产品。针对这一情况，大连交通大学与有关工厂合作，成功的开发了铜扁线连续挤压技术及成套设备，由于立足国内，价格相当低廉。目前，该技术已应用于生产并取得了良好的效果，与传统工艺相比，显示出了其卓越的优点和生命力。采用该技术不仅可生产各种规格的铜扁线，在挤压机上更换不同的模具后，还可生产异型截面的铜型材产品。此外，该技术若进一步开发还可应用于管材和铜包钢复合线的生产领域，从而使铜加工的传统产业由于新技术的引进而发生重大变革，将产生巨大的经济效益。

图6 铜扁线连续挤压生产线

铜扁线连续挤压生产线由连续挤压机和辅助设备组成，如图6所示。坯料采用上引法生产的无氧铜杆，由坯料放线盘放出，经过矫直后送入连续挤压机。通过挤压机后挤压成铜扁线产品，但此时温度较高，所以在挤压机的出口处有防氧化装置和冷却系统。最后经由摆臂、计米和涂油等装置由收排线机收卷成盘。

同传统的铜扁线生产工艺（拉拔法）相比，采用连续挤压方法生产铜扁线具有以下优点：

(1) 采用连续挤压生产铜扁线，铜坯料在挤压模口前的温度可达600℃以上，压力高达1000MPa以上，而且为三向压应力。在这种高温、高压条件下，铜坯料的原始内部缺陷，如气孔等可以在连续挤压过程中消除。而拉拔工艺则由于其轴向拉应力的作用，会使横向缺陷发生并扩展。

(2) 由于连续挤压铜扁线仅需一道工序即可将铜盘条直接挤压成铜扁线产品，使得铜扁线表面不会产生毛刺等表面缺陷，铜扁线具有良好的表面质量。而传统的拉拔工艺中，铜杆表面的原始缺陷一般会“遗传”到铜扁线最终成品，易使扁线表面产生毛刺等缺陷。

(3) 由于采用单一的坯料，仅需要简单更换模具就可以产生各种规格的铜扁线产品，且不需要退火，因此生产周期非常短，可实现“当天交货”，而不需要库存和准备各种规格的坯料，大大缩短了生产周期，减少资金的占用，提高了材料利用率和成品率，特别适合于多品种、小批量的铜扁线的生产特点。

(4) 经优化的模具材料和结构可保证产品具有较高的尺寸精度，不仅可以达到国家标准的要求，而且保证了同批产品具有相同的尺寸。

(5) 整条生产线采用的先进计算机控制系统，生产过程可自动检测和运行，实现了自动化生产，降低了操作工人的劳动强度。

3.连续挤压包覆工艺

CONFORM 切向包覆的工作原理如图7所示。将靴座的位置从挤压轮的侧面改换到顶部，铝杆从挤压轮下方输人轮槽，与径向挤压的原理完全相同。在挡块前铝料达到高温和高压状态，并向上流人靴座中的模腔，由于芯线从

模腔中穿过，铝科便围绕在芯线周围，从模

孔中挤出，形成包覆产品。

根据芯线材料和模具结构不同，可以分

为直接包覆和问接包覆，直接包覆的芯线是

金属线材。铝料直接包覆在芯线上，并形成

冶金结合，典型产品如铝包钢线等。间接包

覆的芯线是软绝缘材料。为避免灼伤芯线，

将铝料先挤压一个套管，同芯线不直接接

触，待离开模具后，加以迅速冷却，然后通过在线的拉拔工序制成护套，同芯线贴合。确切地说，间接包覆应称为包套，包套工艺可用于制造有线电视同轴电缆(CATV)，光纤复合架空地(OPGW)，电气铁路通信信号电缆等。

CONFORM 切向包覆的这种功能在电缆制造行业中表现了突出的优势，同传统的用铝带为原料的轧制包覆工艺或冷弯焊接包套工艺相比，它具有一系列优点： ① 生产不同规格的产品只需同一种规格的铝杆(常用中Φ9.5mm)，而不同各种规格的铝带,原材料供应方便,而且价格也相对便宜；②材料利用率高，可达95％左右；③生产率高，铝包钢线的生产速度可达100m/min 以上,电缆包套的速度也可超过4O m/min，包覆层越薄，直径越小，生产率便越高；④ 产品质量好，铝护套无焊缝，消除了漏泄的可能性。铝包钢线的铝覆层同钢芯线形成了均匀而牢固的冶金结台，可以进行后续的拉拔工序。

- 11 - 图 7切向包覆原理

图8 连续挤压包覆生产线的工艺流程

2.连续挤压技术的塑性变形特点及金属流动规律

连续挤压时塑性变形过程包括挤压型腔变形区和挤压模腔变形区两个过程，其中挤压型腔变形区是指轮槽和挡料块组成的变形区域，包括孔型轧制区、摩擦剪切变形区、镦粗区、粘着区、直角弯曲挤压区等五个变形分区。挤压模腔包括扩展成型区和挤压成型区两个变形分区。研究金属在挤压变形过程中的流动行为在实际生产中具有十分重要的意义。挤压制品的组织性能、表面质量、外形尺寸和形状精度、成材率、挤压模具的正确设计、挤压生产效率等，均与金属流动有着十分密切的关系。

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