.752 北京科技大学学报 第30卷 以工业纯铝为研究对象，分析挤压件的组织和性能 机械抛光→电解抛光→浸蚀 沿长度方向上的分布规律， 变形铝及铝合金的主要热处理形式有退火和淬 1挤压工艺及研究方案 火时效两大类.前者包括均匀化退火、完全退火及 不完全退火；后者分为自然时效和人工时效，实验 1.1挤压工艺 的退火工艺为：在加热炉中加热到550℃，在炉中保 将模孔设计成可移动的活动模块，由侧向液压 温1h,空冷.将挤压件变形区部分沿试样横向取三 伺服缸控制，凸模由液压机主缸控制，凸模和活动模 个位置ab和c切割出来，如图2所示 块的位移由位移传感器测量并反馈输入到计算机 中，计算机通过液压伺服阀控制液压缸的运动方向 和速度，从而使凸模和活动模块按照设定的轨迹协 调动作，实现连续变断面挤压，其设备结构如图1 所示，这种连续变断面挤压方法将用来成形断面连 续反复变化的变断面型材或异形零件，在挤压过程 中无需停机换模，可获得全纤维高性能的挤压 图2试样从连续变断面挤压件上切制位置示意图 件. Fig.2 Schematic diagram of cutting regions for micro analyzing a variable cross"section extrusion piece 挤压凸模 在实验中为了比较不同挤压变形区的组织，每 挤压凹模 侧向挤压伺服油缸 个试样在典型变形处（如截面变化转角处）各取三个 活动模块 位置横向切割，同时为了调整实验工艺，将原来截 面大小不一的试样进行线切割，使得试样表面为同 一尺寸8mm×10mm,以保证在电解抛光中简化实 验条件调试过程，使其适用于所有试样，并在比较晶 920 粒大小时实现统一·试样机械抛光后进行电解抛 图1变断面连续挤压设备结构示意图（单位：mm) 光8]，电解液为70%（体积分数）的高氯酸10mL,无 Fig-I Schematic diagram of the machine for variable cross section 水乙醇90mL, extrusion (unit:mm) 电解抛光工艺参数：(a)稳压源25V;(b)电解时 利用自行设计制造的实验装置及控制软件，进 间18~20s;(c)电解温度低于40℃. 行了连续变断面挤压实验，实验对象为工业纯铝， 实验采用的浸蚀剂为：氢氟酸10mL,水50mL, 坯料尺寸为25mm×25mmX60mm,最大挤压比为 浸蚀时间为5~25s·在显微镜下观察，直到观察到 5,最小挤压比为1.3.主液压缸挤压速度 清晰的晶界为止 15.7mms1. 2实验结果及分析 1.2研究方案 为了有效地观察到变断面挤压件不同断面处的 2.1同一截面不同位置晶粒组织的变化 微观组织，对试样进行如下处理：退火→切割取样→ 图2中a断面处不同位置的金相组织如图3所 100um 10μm 100μm (a)外层部分纠(a=8.1583) (b)14处织(a=84033) (C)中间部分组织(a=84252) 图3同一截面不同位置的金相显微组织 Fig.3 Metallographic microstructures of different regions on the same section以工业纯铝为研究对象‚分析挤压件的组织和性能 沿长度方向上的分布规律． 1 挤压工艺及研究方案 1∙1 挤压工艺 将模孔设计成可移动的活动模块‚由侧向液压 伺服缸控制‚凸模由液压机主缸控制‚凸模和活动模 块的位移由位移传感器测量并反馈输入到计算机 中‚计算机通过液压伺服阀控制液压缸的运动方向 和速度‚从而使凸模和活动模块按照设定的轨迹协 调动作‚实现连续变断面挤压．其设备结构如图1 所示．这种连续变断面挤压方法将用来成形断面连 续反复变化的变断面型材或异形零件‚在挤压过程 中无需停机换模‚可获得全纤维高性能的挤压 件［7］． 图1 变断面连续挤压设备结构示意图（单位：mm） Fig．1 Schematic diagram of the machine for variable cross-section extrusion （unit：mm） 利用自行设计制造的实验装置及控制软件‚进 行了连续变断面挤压实验．实验对象为工业纯铝‚ 坯料尺寸为25mm×25mm×60mm‚最大挤压比为 5‚最 小 挤 压 比 为 1∙3． 主 液 压 缸 挤 压 速 度 15∙7mm·s —1． 1∙2 研究方案 为了有效地观察到变断面挤压件不同断面处的 微观组织‚对试样进行如下处理：退火→切割取样→ 机械抛光→电解抛光→浸蚀． 变形铝及铝合金的主要热处理形式有退火和淬 火时效两大类．前者包括均匀化退火、完全退火及 不完全退火；后者分为自然时效和人工时效．实验 的退火工艺为：在加热炉中加热到550℃‚在炉中保 温1h‚空冷．将挤压件变形区部分沿试样横向取三 个位置 a、b 和 c 切割出来‚如图2所示． 图2 试样从连续变断面挤压件上切割位置示意图 Fig．2 Schematic diagram of cutting regions for micro-analyzing a variable cross-section extrusion piece 在实验中为了比较不同挤压变形区的组织‚每 个试样在典型变形处（如截面变化转角处）各取三个 位置横向切割．同时为了调整实验工艺‚将原来截 面大小不一的试样进行线切割‚使得试样表面为同 一尺寸8mm×10mm‚以保证在电解抛光中简化实 验条件调试过程‚使其适用于所有试样‚并在比较晶 粒大小时实现统一．试样机械抛光后进行电解抛 光［8］‚电解液为70％（体积分数）的高氯酸10mL‚无 水乙醇90mL． 电解抛光工艺参数：（a）稳压源25V；（b）电解时 间18～20s；（c）电解温度低于40℃． 实验采用的浸蚀剂为：氢氟酸10mL‚水50mL． 浸蚀时间为5～25s．在显微镜下观察‚直到观察到 清晰的晶界为止． 2 实验结果及分析 2∙1 同一截面不同位置晶粒组织的变化 图2中 a 断面处不同位置的金相组织如图3所 图3 同一截面不同位置的金相显微组织 Fig．3 Metallographic microstructures of different regions on the same section ·752· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷