王波 钱晓亮 刘海艳
北方华安工业集团有限公司 黑龙江 碾子山 161046
摘要：连续挤压技术是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。我国的莲续挤压技术经历了20多年的发展，已经从原来的引进、吸收，到拥有自主知识产权的再创新，我国已经成为国际上连续挤压技术和装备的应用大国和制造强国，跻身于世界连续挤压技术先进行列。
关键词：连续挤压技术在铜加工中的应用
前言：连续挤压技术的工作原理模腔位于挤压轮侧面，坯料在旋转挤压轮的带动下进人挤压腔内。在轮槽摩擦力的作用下，坯料温度升高压力加大，达到一定值后使从模孔中挤出，形成产品。产品的尺寸与形状取决于模具．只需简单地更换模具即可生产出不同规格的产品。
一、概述
随着全球经济的发展，特别是中国国民经济稳定、持续、快速发展，作为经济和高新技术发展支柱性原材料的铜材需求旺盛、发展迅猛。尤其是我国铜加工业发展更是迅速，使我国成为了世界上重要的铜材生产、消费和贸易大国，产量已连续五年居世界第一位，品种不断增加，产品质量逐年提高，工艺技术创新十分活跃，现代化的铜加工工业体系已初步建立和形成。但是，我国铜加工业大而不强、技术经济指标不够先进、企业规模相对偏小与集约化程度不高、技术装备先进与落后并存等弊端尚未彻底改变。面临以上及资源短缺问题，我国铜加工行业正在不断通过技术创新、发展短流程工艺，来提高自动化和连续化水平，节能减排，特别是发展利用再生铜资源直接生产铜加工材技术，以确保中国铜加工工业继续稳定、持续、快速发展。我国铜加工业未来发展应在优胜劣汰、企业整合和做大做强、做专做精的基础上，突出发展高端的高精尖铜加工产品，逐步减少物耗和能耗高、污染较重的普通产品的生产。
二、连续挤压技术在铜加工中的应用
1、铜及合金的连续挤压。（1）铜扁线制造技术在铜扁线加工中，传统的工艺为“上引—轧扁—拉拔—退火”，由于生产工序多、周期长、成本高，并且原料尺寸与产品规格有关，从而给多品种、小批量生产模式的生产准备带来困难。国内于1999 年研发的连续挤压方法生产铜扁线，可采用统一规格的原材料，通过连续挤压一道工序即可生产出符合国家标准的软态铜扁线，是一种短流程节能节材的制造新技术，目前已经得到广泛的工业应用。（2）铜排（铜母线）制造技术电工铜排、母线是一种大电流导电产品，适用于高低压电器、配电设备、开关触头、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、化工烧碱、电化电镀等超大电流电解冶炼工程。该产品的断面形状为4 个圆角有技术要求的矩形。按国家标准其宽度范围为16 ～ 125mm，尺寸公差为0.1% ～ 0.3%，直度0.4%，表面光洁平整，因此是精度要求较高的型线产品，同时还必须满足机械性能和导电性能的要求。目前，国内铜母线的生产主要采用轧制和传统挤压两种工艺，其共性问题是工序复杂、工艺流程长、材料利用率低、产品质量难于控制等。（3）大规格铜板带国内铜板带材的市场需求持续快速增长，以及铜加工行业对通过技术创新、发展短流程工艺，提高生产效率、降低生产成本的迫切需求，为采用连续挤压技术生产大规格铜板带起到了重要的推动作用。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，不等同于对现有设备的等比例放大，需要突破相应的关键技术，如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模具的设计与加工，设计和制定合理的生产规范，保证产品质量的稳定。
2、铜及铜合金型材和管材。在连续挤压的铜产品中，铜扁线是连续挤压应用最广的铜产品之一，主要作为制造电机、变压器绕组和电器设备、安装配电设备等导电材料。
大多采用上引铜杆作为坯料，连续挤压一道工序即可生产出符合标准的软态铜扁线，与传统的" 铸杆-拉拔- 退火" 工艺相比，具有无法相比的优越性。铜和黄铜管的挤压在1998 年已经建立了第一条铜管材生产线。
3、铜包钢线材。铜包钢的连续挤压技术已经能够应用到生产当中，开发铜包钢的意义在于节约金属铜和综合两种金属的优越性能而具有特殊用途。包铜钢线兼备铜的导电性、钎焊性、耐蚀性和钢的强度，多应用于电线及电子电气元件。由包铜钢所制成的绳索已经成功地应用于铁路电气化方面，如架空缆线和缆绳，取代迄今使用的铜、铜镉合金、铜镁合金等。包铜钢用于电话线，成本降低；用于同轴电缆具有良好的自支撑性能和接线性能，特别是用作高频同轴电缆时，由于高频作用下的趋肤效应，其导电性能与同直径的纯铜一样，包铜钢用于制作电子元件的引线，易于钎焊和点焊，又可用磁力安装和输送，为采用极高生产率的自动化生产线创造条件。
4、铜包铝。因为铝的导电率是铜的60%，比重是铜的1/3，如果电阻相同的两种线相比较，则铝的质量为铜的一半，故铜包铝常用于要求重量较轻的架空导线，铝的焊接有困难，压接可靠性差，但包铜就可克服上述缺点，提供量轻质软且成形性好的导线。按常理理解，连续挤压复合只适合于芯材较硬的材料包覆挤压。但是，在挤压复合和包套挤压的分界处存在一不太大的区间，可实现材料的硬包软挤压包覆，因此铜包铝可以用连续挤压复合的方法来实现，并可克服有限长度及工艺复杂的缺点。由于铜与铝相比，其变形抗力、变形温度都很高，因此在连续挤压过锃中，一定要解决好如下几个非常重要的工艺问题。（1）挤压轮转速。挤压轮转速决定着挤压速度，即生产速度。但转速过高会增加不均匀变形程度和变形热量，从而降低模具寿命。（2）模具强度。铜在变形时温度很高，变形抗力也很大，并且挤压过程是连续进行的，模具冷却比较困难，因此，对模具的高温强度提出了很高的要求，寻求如何保证在生产出合格产品的同时模具又不被破坏将是该生产方法成功的关键。
三、连续挤压技术的发展方向
从连续挤压技术研究与应用的现状分析，连续挤压技术的进一步研究和开发的工作主要有以下几个方面：
3．1合金化。目前连续挤压技术主要应用在强度比较低的纯铜、银铜、锡铜和镁铜等产品的生产，为了顺应市场和不同行业的需求，连续挤压技术还需要加强在铜合金产品的研究和开发力度，如黄铜棒线材、C194异型铜带、铜铬锆接触线及带材。
3．2大型化。随着连续挤压铜带坯宽度的增加，一种全新的铜带生产工艺已经形成，目前带坯宽度达到320mm，为了进一步满足市场要求，需要研究和开发450mm甚至600mm宽铜带的连续挤压技术。
3．3空心型材。目前连续挤压技术只能生产实心的矩形及简单异型铜材，对于空心型材还没有产业化生产，需要设计的合理模具结构以解决连续挤压空心型材的工业化生产问题。
3．4工装模具设计及材料。随着连续挤压技术合金化、大型化及向空心型材发展的方向，对挡料块、腔体、挤压轮等工装模具的结构和材料提出了越来越高的要求，工装模具设计的优化及新材料的研发对于提高使用寿命、降低生产成本、提高生产效率、促进连续挤压技术的进一步发展具有重要的作用。
结束语：连续挤压技术以其高效节能、投资少、产品性能好等一系列优点广泛应用在铜加工领域。经历了20多年的发展，我国的连续挤压技术和装备得到了快速的发展，并逐渐占据了国际市场，在一些领域处于国际领先水平，这不仅凝聚了我国广大科研人员的智慧和汗水，更得益于一批独具慧眼和胆识的企业家，为国内连续挤压技术的应用与推广发挥了巨大的作用。
参考文献：
[1] 樊志新，宋宝韫，刘元文，贾春博. 电工铜排短流程制造新技术[J]. 有色金属加工，2019
[2]张新宇，宋宝韫. 连续挤压产品的质量控制[J]. 大连铁道学报，2019