采用热压缩加工工艺,并通过研究H62黄铜塑性变形的规律,在模具设计、夹具设计、加热器设计和加工方法上进行改进和创新,克服加工中的技术难题,实现铜管两端壁厚沿径向内增厚的目的,从而提高了材料的利用率,提高经济效益。

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用热压缩变形。在变形区加热，而在非变形区要冷却以防止因热传递而使非变形区温度升高，

从而导致因温差而产生强度差，使变形尽量发生在套丝段。

有了上述主体思想后，在实际工作中我们还要克服以下技术难题。

① 模具设计。模具要能够耐高温，不能发生粘结现象。由于管两端都要沿径向内增厚，

几乎不可能构建完全封闭模进行加工，所以模具设计要充分考虑金属塑性变形的规律，能够

很好地使金属朝预定区域变形，使金属充满模腔，达到壁厚增加的目的，但金属塑性变形过

程是很复杂的。

② 夹具设计，要能够装卸方便，而且由于铜是热的良导体，变形区的热量会很快传到

非变形区，而夹具夹持部分是非变形部分，因此还要求夹具对非变形区有冷却的功能。

③ 要能够有效克服加热氧化，因为铜管壁非常薄，一旦氧化就会对产品的质量产生很

大的影响。

国内外在薄壁管两端都沿径向内增厚的研究几乎没有，但研究的意义却很重大，这种

管件局部段壁厚增厚技术，可以保证关键部位强度的基础上可以大大减少其他部位原材料的

消耗，充分利用资源，提高经济效益，提高生产效率。

2 塑性变形的影响因素

2.1 材料的组织结构

材料的晶体结构是影响塑性变形的根本因素。黄铜是Zn溶入Cu中形成的固溶体，如图

2.1所示，H62黄铜在室温下是α+β'、双相黄铜，在中低温时是α相，在高温时是α+β双

相组织，再高温就开始熔化成液相了。α相属于面心立方晶体结构，在常温下具有很高的塑

性，但α相在中低温区存在温脆现象。β相也是面心立方晶体结构，在高温下具有很高的塑性。

它只存在于高温状态下。当温度降低时，它会发生β→β′的相变。β′属于体心立方晶体

结构，在常温下具有良好的强度，但塑性较差，所以α+β双相黄铜不太适合塑性加工，

α相由于在中低温下存在温脆区，也不太适合中低温塑性加工。所以，α+β双相组织最

适合塑性加工了。这说明了H62黄铜最适合热塑加工，而且从图2.1中可以看出，热加工温

度为730℃左右。

2.2 温度

温度是塑性变形的重要因素。由图2.1可知，对于H62黄铜随温度的升高，依次发生

了α+β相、α相、α+β相、L+α相、L相的相变。从而使材料的晶体结构发生了变

化，由此塑性也产生了变化。

图2.2是H62和H70黄铜塑性变形能力随温度变化的规律，从中可以很明显地看出，

H62黄铜最适合塑性变形的温度区域在高温区，即在650℃～850℃之间。

再之，H62黄铜在冷却的过程中冷却速度对工件的质量也会产生很大的影响，冷却速度

快一点，金属组织比较细腻，强度比较高。所以热加工完毕之后，尽可能采用水冷。 ''