高性能轻质铝型材有效摩擦挤压新工艺核心技术研究与应用

张 君，侯永超，薛菲菲，黄 胜，周少凡，柴 星

(1. 中国重型机械研究院股份公司金属挤压与锻造装备技术国家重点实验室，陕西 西安710032；2. 西北工业大学材料科学与工程学院，陕西 西安710072)

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高铁提速的关键是材料的轻质化，在“十三五”国家战略中就有明确提出轨道发展要朝着智能、绿色、轻量的方向发展，要不断的发展新技术、新工艺、新材料。“十四五”规划交通运输轻量化材料仍将是重要的发展方向[1-4]。同时为满足导弹、火箭等航天装备平台轻量化、高可靠、高推比等发展需求[5-7]，目前国内外都在大力发展的高性能轻质金属材料的加工制造，对于新能源汽车、军工、船舶和核电等行业，对高性能轻质金属材料的需求和要求也在逐年递增。

高性能轻质铝型材主要是采用挤压的方式生产，正向挤压由于挤压筒和铝锭坯的摩擦，金属流动不均匀，这种不均匀的流动形式致使挤压产品存在表层与中心、头部与尾部的组织性能不均匀现象，该现象在无润滑正向挤压时尤为严重。一般来说在挤压产品的表层和尾端晶粒粗大，由于表层和尾端易产生粗晶，导致挤压产品组织性能不均匀。

为了消除摩擦力对铝挤压变形过程的影响，反向挤压逐渐发展起来。相对于正向挤压，反向挤压挤压筒和铝锭坯一起移动，这样挤压筒内表面和铝锭坯外表面之间就不存在滑动摩擦，从而使得铝锭坯在挤压筒内的变形均匀性更好，由于摩擦力的消失，对于同样的铝锭坯，反向挤压的挤压力可以下降25%～30%。……