摘要：對退火原料與拉拔原料的H62黃銅合金經(jīng)連續(xù)擠壓后得到的試樣組織進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明，退火原料與拉拔原料相比，其抗拉強(qiáng)度降低，伸長率提高，具有更加優(yōu)異的塑性變形能力，從而減小了原料的變形抗力；兩種原料在連續(xù)擠壓過程中，都發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶，顯著改善了產(chǎn)品的組織性能；經(jīng)連續(xù)擠壓工藝，退火原料與拉拔原料都獲得了具有均勻組織的晶粒度試樣，兩種狀態(tài)原料經(jīng)連續(xù)擠壓后的試樣組織性能接近。
關(guān)鍵詞：黃銅合金；連續(xù)擠壓；顯微組織；力學(xué)性能
中圖分類號：TG379文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-3814(2011)19-0110-02
連續(xù)擠壓技術(shù)有效利用了擠壓型腔與坯料間的機(jī)械摩擦力，將其轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)擠壓所需動力，減少了傳統(tǒng)擠壓工藝因克服擠壓筒壁有害摩擦而消耗的能量，降低傳統(tǒng)擠壓大約30%的能耗。相對于傳統(tǒng)工藝而言，連續(xù)擠壓線材工藝有效地減少了線材拉伸加工酸洗、光亮退火等諸多工序，很大程度的減少了加工成本。目前，在生產(chǎn)上應(yīng)用的黃銅線材主要有扁線和圓線。連續(xù)擠壓可采用黃銅合金原料有兩種生產(chǎn)方式：一種是采用上引連鑄-拉拔剝皮工藝生產(chǎn)(拉拔原料)；另一種在拉拔之后加退火工藝獲得的原料(退火原料)。***種原料在拉拔工序后，直接用于連續(xù)擠壓工藝生產(chǎn)，可減少工藝環(huán)節(jié)；第二種原料經(jīng)退火工藝得到,能有效減小黃銅連續(xù)擠壓過程中的變形抗力。文獻(xiàn)[1-5]已對H62黃銅材料性能和成形特征進(jìn)行了相關(guān)研究。本文通過對連續(xù)擠壓用H62拉拔原料和退火原料組織和力學(xué)性能進(jìn)行對比研究，分析了黃銅合金原料和產(chǎn)品在組織特征和力學(xué)性能方面之間的規(guī)律，為連續(xù)擠壓生產(chǎn)工藝提供理論指導(dǎo)。
1.實(shí)驗(yàn)材料與方法
實(shí)驗(yàn)用拉拔原料采用上引連鑄-拉拔剝皮工藝生產(chǎn)直徑為準(zhǔn)8mm的H62拉拔原料；退火原料由拉拔原料經(jīng)退火工藝處理得到，退火工藝為：將拉拔原料加熱到570℃，保溫3h，隨爐冷1h。兩種原料分別在TLJ250連續(xù)擠壓機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)水冷得到1.6mm×6.4mm的拉拔原料連續(xù)擠壓試樣和退火原料連續(xù)擠壓試樣。TLJ250連續(xù)擠壓機(jī)擠壓輪直徑為250mm，輪槽的寬度為8mm，模具為1.6mm×6.4mm扁線模具。將拉拔原料及其試樣和退火原料及其試樣的橫截面制成金相試樣，并進(jìn)行研磨、拋光、腐蝕，原料和產(chǎn)品均選用FeCl3(5g)+HCl(25mL)+H2O(50mL)溶液為腐蝕劑，并對原料和產(chǎn)品分別進(jìn)行力學(xué)性能測試。
2.分析與討論
2.1拉拔原料與退火原料顯微組織
圖1為拉拔原料和退火原料的顯微組織。采用上引連鑄-拉拔剝皮工藝生產(chǎn)的拉拔原料，其顯微組織為粗大的鑄態(tài)柱狀晶組織，在白色α相中間會保留很多的黑色針狀β相；由拉拔原料經(jīng)過退火工藝處理得到退火原料，其組織為退火形成的等軸晶，在組織中出現(xiàn)退火孿晶，其中黑色點(diǎn)狀的為β相，其余為α相，在顯微組織中β相含量較少。
根據(jù)合金相圖，在平衡狀態(tài)下，H62黃銅合金在500℃以下，即應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)棣料郲6]。但在實(shí)際生產(chǎn)中，冷卻速度很快，β相到α相的轉(zhuǎn)變來不及充分進(jìn)行，會在組織中保留部分β相，冷速越快，β相越多。退火原料保溫時(shí)間長，冷卻速度慢，因此其顯微組織中β相含量較少。
2.2兩種狀態(tài)原料連續(xù)擠壓試樣的顯微組織
拉拔原料連續(xù)擠壓試樣為拉拔原料經(jīng)過連續(xù)擠壓工藝得到的產(chǎn)品，拉拔原料連擠產(chǎn)品中心和邊緣的顯微組織如圖2所示。可看出，邊緣組織平均晶粒尺
寸10μm，中心組織平均晶粒尺寸18μm，邊緣組織晶粒比中心晶粒小，且在邊緣組織中，β相含量增加。
退火原料連續(xù)擠壓產(chǎn)品為退火原料經(jīng)過連續(xù)擠壓工藝得到的產(chǎn)品，退火原料連擠產(chǎn)品中心和邊緣的顯微組織分別如圖3所示�？煽闯�，在顯微組織中，白色晶粒為α相，細(xì)小的黑色晶粒為β相。邊緣組織平均晶粒尺寸12μm，中心組織平均晶粒尺寸20μm，邊緣組織晶粒尺寸小于中心組織晶粒尺寸，在邊緣組織中，α相和β相晶粒尺寸更加均勻。
綜上，由拉拔原料和退火原料經(jīng)過連續(xù)擠壓工藝得到的產(chǎn)品，在顯微組織方面具有一定的相似性，其共同特點(diǎn)為：連續(xù)擠壓后的組織都為再結(jié)晶組織，呈現(xiàn)細(xì)小的等軸晶。經(jīng)過連續(xù)擠壓后，晶粒明顯細(xì)化。產(chǎn)品中心組織平均晶粒尺寸較大，而產(chǎn)品邊緣組織平均晶粒尺寸較小。在連續(xù)擠壓過程中，產(chǎn)品經(jīng)模具成形時(shí)，邊緣部分受到劇烈的剪切摩擦力作用，同時(shí)由于冷卻速度的影響，邊緣部分的晶粒尺寸與中心部分的晶粒尺寸相比較小。
2.3黃銅合金原料與產(chǎn)品的力學(xué)性能
兩種狀態(tài)下黃銅合金原料和試樣的抗拉強(qiáng)度、伸長率對比如圖4所示。從拉伸強(qiáng)度曲線中可看出，
拉伸原料抗拉強(qiáng)度較高，退火原料與拉伸原料相比，抗拉強(qiáng)度降低。經(jīng)連續(xù)擠壓工藝后，兩種試樣的抗拉強(qiáng)度相近。在伸長率曲線圖中，拉伸原料的伸長率較低，退火原料與之相比，伸長率明顯提高；經(jīng)連續(xù)擠壓工藝后，兩種試樣的伸長率接近。綜上，原料狀態(tài)對于連續(xù)擠壓工藝影響較小，不同狀態(tài)原料經(jīng)連續(xù)擠壓后，能得到綜合力學(xué)性能較好的產(chǎn)品。
3.結(jié)論
(1)拉拔狀態(tài)和退火狀態(tài)H62黃銅合金原料，經(jīng)過連續(xù)擠壓工藝后，均發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，得到綜合力學(xué)性能良好的試樣。
(2)退火原料組織中，α相含量增大，提高了原料塑性，有利于連續(xù)擠壓的進(jìn)行；拉拔原料減少了連續(xù)擠壓工序，在其組織中，含有大量β相，硬度較高，塑性較低，可通過原料預(yù)熱解決。
(3)經(jīng)過連續(xù)擠壓工藝后，兩種產(chǎn)品的晶粒都明顯細(xì)化，細(xì)化晶粒有利于提高金屬的強(qiáng)度和塑性，同時(shí)細(xì)化晶粒還可提高材料表面的質(zhì)量，細(xì)小均勻的組織對保證材料在***終成形時(shí)所需的塑性和成品表面質(zhì)量尤為重要。