擠壓作為一(yi)(yi)種壓力加工的(de)方法(fa),早在1797年(nian)(nian)就被用(yong)(yong)來擠壓鋁管;1894年(nian)(nian)英(ying)國(guo)(guo)人(ren) Alexnder Diok開(kai)(kai)始(shi)用(yong)(yong)冷擠壓法(fa)生(sheng)(sheng)產錫、鉛、黃銅以(yi)(yi)及銅合(he)金(jin)(jin)產品;1899年(nian)(nian),俄(e)國(guo)(guo)人(ren)首先用(yong)(yong)熱(re)(re)(re)擠壓法(fa)生(sheng)(sheng)產較難熔(rong)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)和合(he)金(jin)(jin)棒材;1924年(nian)(nian)英(ying)國(guo)(guo)用(yong)(yong)熱(re)(re)(re)擠壓法(fa)擠壓出(chu)管子;1925年(nian)(nian),法(fa)國(guo)(guo)開(kai)(kai)始(shi)用(yong)(yong)熱(re)(re)(re)擠壓法(fa)試制黑色金(jin)(jin)屬(shu)產品。通過(guo)以(yi)(yi)上實踐證明(ming)了一(yi)(yi)點(dian),黑色金(jin)(jin)屬(shu)和有(you)色金(jin)(jin)屬(shu)一(yi)(yi)樣可以(yi)(yi)用(yong)(yong)熱(re)(re)(re)擠壓法(fa)來生(sheng)(sheng)產各種產品。于是,在1928年(nian)(nian)德國(guo)(guo)建成了世(shi)界上第(di)一(yi)(yi)臺機械(xie)擠壓機,用(yong)(yong)來成批生(sheng)(sheng)產碳素鋼(gang)管。
但是(shi),由(you)于(yu)過(guo)(guo)去鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)試驗都是(shi)利用(yong)低速的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)色金(jin)屬(shu)(shu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機來(lai)進行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de),因此(ci)當時并(bing)沒(mei)有(you)(you)進行(xing)(xing)過(guo)(guo)任何關于(yu)鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)特性(xing)(xing)和(he)方法的(de)(de)(de)(de)試驗研究。對鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時的(de)(de)(de)(de)工(gong)模具設計和(he)潤滑劑的(de)(de)(de)(de)選擇以(yi)及(ji)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)坯(pi)料的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱(re),都是(shi)利用(yong)有(you)(you)色金(jin)屬(shu)(shu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)工(gong)藝范圍(wei)內已有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)經驗。試驗結(jie)果表明,這是(shi)不(bu)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)。因為由(you)于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)速度很低,潤滑劑的(de)(de)(de)(de)選擇和(he)工(gong)模具形狀的(de)(de)(de)(de)設計不(bu)合(he)適(shi),以(yi)及(ji)坯(pi)料無氧化(hua)加(jia)(jia)熱(re)的(de)(de)(de)(de)可操作性(xing)(xing)和(he)經濟性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)問題還(huan)沒(mei)有(you)(you)解決,所(suo)以(yi)不(bu)能保證擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)流動條(tiao)件,以(yi)致(zhi)在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過(guo)(guo)程(cheng)中坯(pi)料很快被冷卻(que),相反工(gong)具很快被加(jia)(jia)熱(re),導致(zhi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過(guo)(guo)程(cheng)無法進行(xing)(xing)。由(you)于(yu)當時鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時有(you)(you)以(yi)下四個基本(ben)工(gong)藝和(he)裝備(bei)上的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件尚不(bu)具備(bei),致(zhi)使(shi)(shi)用(yong)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)法來(lai)生產(chan)黑色金(jin)屬(shu)(shu)產(chan)品并(bing)沒(mei)有(you)(you)投入工(gong)業(ye)性(xing)(xing)生產(chan)。這四個條(tiao)件是(shi):(1)高使(shi)(shi)用(yong)壽命的(de)(de)(de)(de)工(gong)模具材料;(2)坯(pi)料的(de)(de)(de)(de)無氧化(hua)加(jia)(jia)熱(re);(3)適(shi)當的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝潤滑劑;(4)高的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)速度。
與此(ci)同時,德國的(de)(de)(de)一(yi)個鋼廠(chang)和一(yi)個有色金屬半(ban)成品(pin)(pin)工廠(chang)合作進(jin)(jin)行(xing)(xing)了鋼擠壓試驗,在(zai)原理(li)上證(zheng)實了鋼擠壓的(de)(de)(de)可行(xing)(xing)性(xing)。直至(zhi)20世紀(ji)40年代,高參數的(de)(de)(de)蒸汽透(tou)平制(zhi)造(zao)(zao)業(ye)、燃氣(qi)透(tou)平制(zhi)造(zao)(zao)業(ye)、儀(yi)器(qi)儀(yi)表制(zhi)造(zao)(zao)業(ye)以及機器(qi)制(zhi)造(zao)(zao)業(ye)中某些領域的(de)(de)(de)快(kuai)速發展(zhan),都必須使用(yong)具有高耐(nai)熱(re)強度(du)(du)、耐(nai)酸、高電磁性(xing)和其他特殊性(xing)能的(de)(de)(de)高合金鋼和難熔合金制(zhi)造(zao)(zao)的(de)(de)(de)零件。而(er)當耐(nai)熱(re)強度(du)(du)或其他物(wu)理(li)化(hua)學性(xing)能提高時,許多材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)工藝塑(su)性(xing)會明(ming)顯地下(xia)降,使一(yi)個很有使用(yong)價值的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)在(zai)流動狀態下(xia),塑(su)性(xing)指標降低(di)(di)到(dao)甚(shen)至(zhi)不(bu)能用(yong)軋(ya)制(zhi)或自由鍛的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)進(jin)(jin)行(xing)(xing)加工。因此(ci),在(zai)當時,對一(yi)些不(bu)銹鋼、鎳基合金等(deng)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)無(wu)縫鋼管產品(pin)(pin),雖(sui)然用(yong)軋(ya)制(zhi)法(fa)生(sheng)產有很大(da)(da)的(de)(de)(de)困難,但也只(zhi)能用(yong)軋(ya)制(zhi)和自由鍛的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)生(sheng)產,導致這類(lei)產品(pin)(pin)生(sheng)產的(de)(de)(de)經濟性(xing)和可能性(xing)大(da)(da)大(da)(da)降低(di)(di)。對高性(xing)能、低(di)(di)塑(su)性(xing)、難變形材(cai)料(liao)產品(pin)(pin)的(de)(de)(de)實際需求,促進(jin)(jin)了對高合金鋼和各種特殊材(cai)料(liao)熱(re)擠壓過(guo)程的(de)(de)(de)研究。
1941年,法國的(de)塞菲拉克( CEFILAC)公(gong)(gong)司(原金(jin)屬拉拔與軋制公(gong)(gong)司)的(de)技術經(jing)理J.賽茹爾內(J. Sejournet)在于仁恩( Ugine)電爐鋼公(gong)(gong)司的(de)協助下成功研制出玻璃潤(run)滑劑(ji),奠(dian)定(ding)了鋼擠壓工藝及設(she)備迅(xun)速(su)發(fa)(fa)展的(de)基礎。同年,“玻璃潤(run)滑劑(ji)高速(su)擠壓法”專利許可證頒發(fa)(fa)給 J. Sejournet后,很快被美國、英國、西(xi)班牙(ya)、奧地利、日本、瑞典和(he)其他國家所購買(表1-1)。

1945年,玻璃潤滑劑開始用(yong)于工(gong)業性生產。當(dang)時一些(xie)長期使(shi)用(yong)的用(yong)來生產銅(tong)和(he)黃銅(tong)產品(pin)舊式有色(se)金(jin)屬擠(ji)壓(ya)機(ji),在結(jie)(jie)構、擠(ji)壓(ya)速度(du)和(he)加熱工(gong)藝(yi)方(fang)面都已(yi)不能適(shi)應鋼擠(ji)壓(ya)的特(te)殊(shu)要(yao)求(qiu)。因此,在擠(ji)壓(ya)鋼時,這些(xie)擠(ji)壓(ya)機(ji)大部分被拆除(chu),同(tong)時被現(xian)代鋼擠(ji)壓(ya)機(ji)替代。當(dang)時對所設計的擠(ji)壓(ya)機(ji)和(he)輔(fu)助(zhu)設備的結(jie)(jie)構提出了以下三(san)點要(yao)求(qiu):
1. 在生產(chan)絕對(dui)可靠的(de)條件下,具有高的(de)工作速(su)度(du)。要求擠(ji)壓速(su)度(du)為(wei)300~400m,空程速(su)度(du)為(wei)650mm/s。這(zhe)樣(yang),生產(chan)的(de)間(jian)隙時間(jian)從(cong)110s減少到25~30秒。
2. 設(she)計要求純擠(ji)(ji)壓時(shi)(shi)間為(wei)2~3秒。這是(shi)因(yin)為(wei)考(kao)慮到當(dang)時(shi)(shi)液壓系(xi)統的(de)管和閥門(men)的(de)費用比較高,再進一步減少純擠(ji)(ji)壓時(shi)(shi)間就沒有什(shen)么益處了。但是(shi),仍需(xu)調在這方面(mian)要繼續努力(li)。因(yin)為(wei)擠(ji)(ji)壓坯料與(yu)擠(ji)(ji)壓筒和擠(ji)(ji)壓模(mo)的(de)接觸時(shi)(shi)間縮短可使(shi)工模(mo)具(ju)的(de)使(shi)用壽(shou)命提高,并且檢查和更換工模(mo)具(ju)的(de)工作(zuo)量也可以減輕,使(shi)擠(ji)(ji)壓機的(de)生產(chan)效率提高,同時(shi)(shi)使(shi)產(chan)品(pin)的(de)生產(chan)成本降低。
3. 擠壓(ya)(ya)(ya)機的(de)結構強(qiang)度和裝配精度要求(qiu)比有色金屬(shu)擠壓(ya)(ya)(ya)的(de)要求(qiu)高。這是(shi)因為(wei)鋼(gang)擠壓(ya)(ya)(ya)時的(de)擠壓(ya)(ya)(ya)力相對比有色金屬(shu)擠壓(ya)(ya)(ya)時大得多,這樣(yang)可(ke)確(que)保擠壓(ya)(ya)(ya)鋼(gang)管壁厚公差精度,滿足當時特殊產品生產的(de)需要。
20世紀50年(nian)代初期,美國(guo)首(shou)先開始(shi)將低頻電(dian)感(gan)應加(jia)(jia)熱(re)技術(shu)引入鋼擠(ji)(ji)壓的(de)料加(jia)(jia)熱(re)工藝并獲得成功;接著英國(guo)也于(yu)1957年(nian)開始(shi)采用(yong)低頻感(gan)應加(jia)(jia)熱(re)技術(shu)來實(shi)現擠(ji)(ji)壓坯料的(de)無氧(yang)化(hua)加(jia)(jia)熱(re),并且感(gan)應加(jia)(jia)熱(re)爐(lu)被設計(ji)成單爐(lu)座,每(mei)小時可無氧(yang)化(hua)加(jia)(jia)熱(re)壞料40噸。
與(yu)此同時(shi),由(you)于特(te)殊冶(ye)金技術的(de)發展,其(qi)研究(jiu)(jiu)成(cheng)果在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)工模(mo)具(ju)(ju)材料選擇工具(ju)(ju)設(she)計和制作中的(de)應用(yong)(yong),使(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)工模(mo)具(ju)(ju)在(zai)高(gao)溫(wen)下能(neng)夠承(cheng)受更大(da)(da)的(de)壓(ya)力、沖擊和疲勞負荷,提(ti)高(gao)了(le)其(qi)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命。例如,當時(shi)英國的(de)勞芳·莫(mo)爾優質鋼公司(Low Mour Fine steel Ltd.),采用(yong)(yong)尼(ni)莫(mo)尼(ni)克(ke)90合(he)金擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)模(mo)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時(shi),其(qi)模(mo)具(ju)(ju)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命得到了(le)很(hen)大(da)(da)的(de)提(ti)高(gao)。但是后來,由(you)于尼(ni)莫(mo)尼(ni)克(ke)90合(he)金擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)模(mo)在(zai)機械加工方面遇到很(hen)大(da)(da)的(de)困難,并且使(shi)用(yong)(yong)成(cheng)本比較高(gao),因而沒(mei)有被推廣使(shi)用(yong)(yong)。于是又進一步地研究(jiu)(jiu)出淬硬性、抗熱(re)(re)裂性、耐磨性和熱(re)(re)強(qiang)度(du)都很(hen)高(gao),且加工容易和價廉的(de)9%W和4.25W-Cr-Co-V-Mo鋼擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)模(mo),其(qi)熱(re)(re)處(chu)理(li)后的(de)硬度(du)分(fen)別達到HRC49-50HRC56。用(yong)(yong)于擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)有8個(ge)翅(chi)的(de)異(yi)型管時(shi),擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)模(mo)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命超過100次/只。
50年(nian)代后期,美國瓊斯·拉弗林(J&L)擠壓(ya)工(gong)(gong)廠的W. L. Steinbrenner試驗成功一種(zhong)具(ju)有(you)良好模(mo)具(ju)特性(xing)的新材料鉬(mu)合(he)金用于制作擠壓(ya)模(mo),取得很好的效果。采(cai)用鉬(mu)合(he)金制造的擠壓(ya)模(mo)容易加工(gong)(gong),不需要(yao)熱處(chu)理(li),并且在使(shi)用后還可以(yi)重新加工(gong)(gong)成尺寸較(jiao)小(xiao)一檔的擠壓(ya)模(mo)繼續使(shi)用,其壽命可以(yi)達到200-300次(ci)/只(zhi)以(yi)上。
至(zhi)此(ci),鋼(gang)擠壓工藝和(he)設(she)備上(shang)的四個主要(yao)難題已經基本(ben)上(shang)得(de)到解(jie)決,鋼(gang)擠壓術進入到提高(gao)生產(chan)率(lv)、進一步完(wan)善(shan)(shan)擠壓機結構、改善(shan)(shan)技(ji)術經濟指標的新階段。
當時,在美國(guo)和(he)歐洲(zhou)從事擠壓(ya)機(ji)設計和(he)制造(zao)的(de)(de)公司主要有英國(guo)的(de)(de)勞威Loewy工程(cheng)公司和(he)菲爾汀( Fielding)工廠(chang)設計公司,德國(guo)的(de)(de)施(shi)勞曼(man)(se mam)公司和(he)美國(guo)的(de)(de)皮爾太克( Buried)公司。他們采用最新(xin)科技,大(da)量設計制造(zao)臥式液壓(ya)擠壓(ya)機(ji),在將近(jin)20年的(de)(de)時間內使(shi)擠壓(ya)機(ji)的(de)(de)數量增(zeng)(zeng)加(jia)了9倍(bei)。其中液壓(ya)擠壓(ya)機(ji)的(de)(de)總能力增(zeng)(zeng)加(jia)了800%,機(ji)械(xie)擠壓(ya)機(ji)的(de)(de)總能力增(zeng)(zeng)加(jia)了250%,并(bing)且還量制造(zao)了4000~6000噸的(de)(de)管型材擠壓(ya)機(ji)。僅勞威工程(cheng)公司一家就供應(ying)了197臺擠壓(ya)機(ji),其中164臺用于有色金屬,33臺用于鋼擠壓(ya)。
1951年,世界上第一個采用玻璃潤滑劑高速擠壓法生產(chan)不銹鋼管的工業性生產車間在美國的 Babcock& Wilcox公司建成投產。此后的10~20年內,國外幾乎所有的不(bu)銹鋼管生產大公司都逐漸以擠壓法取代了其他生(sheng)產(chan)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)無縫管的方法,使熱擠壓工藝成為不銹(xiu)鋼(gang)無縫鋼(gang)管(guan)不可缺少的生產手段。
20世紀60年代(dai)初,鋼的(de)(de)(de)熱擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)技術(shu)已經發(fa)展到(dao)一(yi)個(ge)相當高的(de)(de)(de)水(shui)平。由于設計和機(ji)(ji)械制(zhi)造技術(shu)的(de)(de)(de)進(jin)步,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)和裝(zhuang)備(bei)不斷完(wan)善:采(cai)用了更(geng)為合(he)理(li)的(de)(de)(de)4張力(li)(li)柱式(shi)框(kuang)架(jia)結(jie)(jie)構(gou);帶(dai)預應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)張力(li)(li)柱固定螺(luo)帽;帶(dai)預應(ying)力(li)(li)裝(zhuang)配的(de)(de)(de)多(duo)層結(jie)(jie)構(gou)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong);旋轉式(shi)雙(shuang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)和雙(shuang)穿(chuan)孔筒(tong);旋轉式(shi)或抽屜(ti)式(shi)模架(jia);擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)的(de)(de)(de)自(zi)動清理(li)和冷卻;擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊的(de)(de)(de)自(zi)動分(fen)離和自(zi)動傳輸;擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)幾乎都配備(bei)有一(yi)個(ge)高壓(ya)(ya)(ya)蓄(xu)勢(shi)器系(xi)統(tong)采(cai)用具有多(duo)級不同壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)組合(he)的(de)(de)(de)多(duo)缸結(jie)(jie)構(gou)。例(li)如,當時在(zai)新建投產(chan)(chan)的(de)(de)(de)一(yi)系(xi)列3000噸鋼管和型(xing)鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)上,不再采(cai)用一(yi)個(ge)單(dan)獨的(de)(de)(de)3000噸水(shui)壓(ya)(ya)(ya)缸(只能用減小(xiao)蓄(xu)勢(shi)器中的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)辦法(fa)來變(bian)換擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)等(deng)級),而是(shi)改為采(cai)用一(yi)種可(ke)以在(zai)500~3000噸范圍(wei)內按照6個(ge)相同等(deng)級來變(bian)換壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)。在(zai)這(zhe)種情況下,坯料的(de)(de)(de)直徑可(ke)以從125mm增大到(dao)350mm,長(chang)度可(ke)以由150mm增長(chang)到(dao)1000mm,使(shi)一(yi)臺擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)應(ying)用范圍(wei)擴大了很(hen)多(duo),并且提(ti)高了擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)效率(lv)。
當時(shi),大(da)量采用(yong)的是3000~5000噸(dun)臥式水(shui)壓(ya)(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)。與(yu)此同(tong)時(shi),美(mei)國還建成臺1200噸(dun)的大(da)型(xing)(xing)臥式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji),其中(zhong)3臺用(yong)于擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鋁合金,3臺用(yong)于擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鋼管、型(xing)(xing)鋼和(he)難熔(rong)金屬及(ji)合金。當時(shi)在各種型(xing)(xing)號和(he)噸(dun)位的臥式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)上(shang)(shang),其最(zui)佳(jia)的工(gong)藝技(ji)術單項(xiang)指(zhi)標(biao)可達(da)到(dao)(dao)如下水(shui)平:鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)的最(zui)大(da)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比達(da)到(dao)(dao)70以(yi)上(shang)(shang),而從理論上(shang)(shang)和(he)實(shi)驗上(shang)(shang)可以(yi)達(da)到(dao)(dao)200;擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)速(su)度(du)提高(gao)到(dao)(dao)300~400mm/s;擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿的空程速(su)度(du)可以(yi)達(da)到(dao)(dao)600-700mm/s;擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的周期時(shi)間縮短到(dao)(dao)20秒(miao);擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)次數達(da)到(dao)(dao)140次/小(xiao)時(shi)。
當時還普遍(bian)采(cai)用工頻感應加(jia)熱爐(lu)和再加(jia)熱爐(lu),以(yi)及(ji)帶保護(hu)氣體的(de)環形加(jia)熱爐(lu)等坯料無氧化(hua)加(jia)熱設(she)備(bei)。當時已有128臺以(yi)上的(de)感應加(jia)熱爐(lu)和再加(jia)熱爐(lu)在(zai)世(shi)界各國(guo)的(de)擠壓車(che)間(jian)運行(xing),單臺的(de)最(zui)大加(jia)熱能力達(da)到40噸/小時。
同時采用合(he)金(jin)(jin)鋼、高合(he)金(jin)(jin)鋼、高溫合(he)金(jin)(jin)難熔金(jin)(jin)屬(shu)、金(jin)(jin)屬(shu)陶(tao)瓷、硬(ying)質合(he)金(jin)(jin)等材料來(lai)制作擠壓(ya)機和(he)穿孔機的工模(mo)具,使一些擠壓(ya)工模(mo)具的極限強度達(da)到2360MPa。
20世紀60年代(dai)末期,世界各國(guo)已(yi)擁有135臺(tai)以上擠(ji)壓(ya)鋼(gang)(gang)和(he)鎳(nie)及(ji)其(qi)合金(jin)的擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)在運轉,其(qi)中85%~90%的擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)用于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)鋼(gang)(gang)管(guan),10%~15%的擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)用于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)型鋼(gang)(gang)。一時擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)成為“最靈活的軋管(guan)機(ji)(ji)(ji)”,并且還推出(chu)擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)和(he)張力減(jian)徑機(ji)(ji)(ji)聯(lian)合使用的擠(ji)壓(ya)鋼(gang)(gang)管(guan)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線,用來大批量生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)碳素鋼(gang)(gang)、低合金(jin)鋼(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)和(he)耐熱鋼(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)管(guan)。
表(biao)1-2為(wei)國(guo)(guo)外部分國(guo)(guo)家和公司的擠(ji)壓機(ji),表(biao)1-3為(wei)中國(guo)(guo)的部分鋼管型(xing)材擠(ji)壓機(ji)。表(biao)1-4為(wei)國(guo)(guo)外一些鋼擠(ji)壓機(ji)的主要性能,表(biao)1-5為(wei)美國(guo)(guo)部分鋼擠(ji)壓的主要參(can)數。





采(cai)用(yong)3000~4000噸擠壓(ya)機(ji)配置16~24機(ji)架張力(li)減(jian)徑(jing)(jing)機(ji),張力(li)減(jian)徑(jing)(jing)機(ji)進(jin)口(kou)鋼管(guan)的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)為73~170mm,生產的(de)(de)(de)成(cheng)品管(guan)的(de)(de)(de)最(zui)小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)為20-30mm,最(zui)小壁(bi)厚為2~3mm。一般進(jin)張力(li)減(jian)徑(jing)(jing)機(ji)鋼管(guan)的(de)(de)(de)長度(du)為10~20m。如果(guo)采(cai)用(yong)連鑄坯(pi)生產碳素鋼和低合(he)金鋼管(guan),擠壓(ya)鋼管(guan)的(de)(de)(de)坯(pi)重還(huan)要增大(da)。通過張力(li)減(jian)徑(jing)(jing)機(ji)后的(de)(de)(de)成(cheng)品管(guan)長度(du)可以達(da)到25~35m,張力(li)減(jian)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)出口(kou)速度(du)最(zui)大(da)可以達(da)到4~6m/s,年產量(liang)在10萬噸以上。
從當(dang)時(shi)的發展(zhan)情況來(lai)看,擠壓機與張力減徑(jing)機配合使用(yong)時(shi),具有以下(xia)幾(ji)方面的優勢(shi):
1. 提高了擠壓機的產量(liang)
1臺3000噸(dun)擠壓(ya)機(ji),如果是單機(ji)生產(chan)碳(tan)素鋼(gang)管年(nian)產(chan)量在5萬~6萬噸(dun)左右,而采用與(yu)張力減(jian)徑機(ji)聯合(he)組(zu)成生產(chan)線時,使(shi)其(qi)年(nian)產(chan)量可提高至10萬噸(dun)以上。
2. 擴大了擠壓(ya)機組生產(chan)鋼管的規格范圍
一般1臺(tai)3000噸壓機(ji)生產鋼管(guan)的最(zui)小規格為d60mm×2.5mm,而(er)配置了張力(li)減(jian)徑機(ji)之后(hou),由張力(li)減(jian)徑機(ji)減(jian)徑后(hou)的鋼管(guan)最(zui)小規格為28mm×2.0mm,甚至可以減(jian)徑至16mm×2.0mm。
3. 降低(di)了生(sheng)產成本
由于擠(ji)壓機使用的坯料規格(ge)(ge)較少(shao),一般僅3-6個規格(ge)(ge)系列,使工(gong)模具的準備和消耗(hao)量相應(ying)減少(shao)。并且生產小直徑鋼(gang)管(guan)時(shi),無需進行進一步的冷(leng)拔冷(leng)軋等冷(leng)加工(gong)工(gong)序。
4. 可以(yi)靈活生產(chan)
既可(ke)以生產(chan)批量小、塑性(xing)低(di)的(de)難變形(xing)高合金(jin)鋼(gang)和合金(jin)鋼(gang)管(guan),又(you)可(ke)以生產(chan)批量大的(de)小直徑碳素(su)鋼(gang)管(guan)和低(di)合金(jin)鋼(gang)管(guan)。
因此,當時聯合使用擠壓(ya)機(ji)和(he)張力減(jian)徑機(ji)的(de)(de)制管工藝(yi)曾一度(du)以(yi)生(sheng)產的(de)(de)靈活性(xing)和(he)高(gao)效(xiao)率(lv)、產品的(de)(de)低成本和(he)高(gao)質(zhi)量(liang)挑戰傳統(tong)的(de)(de)軋管工藝(yi),并且其產量(liang)一度(du)在鋼管后來,由于擠壓(ya)機(ji)和(he)在行大量(liang)生(sheng)產和(he)連(lian)續運行中,在生(sheng)產工藝(yi)、品種質(zhi)量(liang)和(he)經濟性(xing)等方面出現(xian)的(de)(de)不足,導致(zhi)聯合生(sheng)產線(xian)終止生(sheng)產。
例(li)如,奧地(di)利的(de)1臺(tai)3100噸擠壓(ya)機配置張(zhang)力減徑機后(hou)出現了不(bu)少問(wen)題,如擠壓(ya)機適合(he)于小批(pi)量(liang)、多品種的(de)訂(ding)(ding)單,而擠壓(ya)機與張(zhang)力減徑機聯用后(hou),機組(zu)則(ze)適合(he)大批(pi)量(liang)、少品種的(de)訂(ding)(ding)單。因此(ci)(ci)(ci),在生(sheng)產(chan)(chan)安排和設備效率等方(fang)面出現了矛盾(dun)。并且,帶玻璃潤滑(hua)(hua)劑擠壓(ya)后(hou)的(de)鋼(gang)(gang)管經張(zhang)減后(hou),鋼(gang)(gang)管的(de)內(nei)表面出現了小球(qiu)狀(zhuang)的(de)殘留物(wu),使鋼(gang)(gang)管質量(liang)達(da)不(bu)到標準要求。因此(ci)(ci)(ci),擠壓(ya)后(hou)需進行張(zhang)減的(de)鋼(gang)(gang)管,只(zhi)能采(cai)用石墨(mo)作為潤滑(hua)(hua)劑。但采(cai)用石墨(mo)潤滑(hua)(hua)劑擠壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管時,又(you)可能會引起鋼(gang)(gang)管表面滲碳。為此(ci)(ci)(ci),該(gai)廠曾(ceng)一度(du)只(zhi)采(cai)用石墨(mo)潤滑(hua)(hua)劑,專門(men)生(sheng)產(chan)(chan)碳素(su)鋼(gang)(gang)管和合(he)金結構鋼(gang)(gang)管。
德國1962年建成的1臺3400噸擠壓(ya)機(ji)組配置的張力減徑(jing)機(ji)于1968年拆除其原因是采用(yong)擠壓(ya)機(ji)和張力減徑(jing)機(ji)聯合(he)(he)工藝(yi),生產碳素鋼管(guan)(guan)和合(he)(he)金結(jie)構鋼管(guan)(guan)在經濟上不合(he)(he)算。
日本神(shen)戶制鋼于(yu)(yu)(yu)1967年建成投產(chan)的550噸擠壓機(ji)也配有張力減徑(jing)機(ji),主(zhu)要用于(yu)(yu)(yu)生產(chan)碳(tan)素鋼管和(he)合(he)金鋼管,最(zui)后張力減徑(jing)機(ji)大部分時間也處于(yu)(yu)(yu)停(ting)產(chan)。
我(wo)國長城鋼廠在(zai)20世(shi)紀(ji)60年代從德國引進的(de)3150噸擠壓機(ji),配(pei)有24機(ji)架的(de)張力減徑機(ji),未能很好(hao)使(shi)用就遭拆除。
此后建成的擠壓(ya)機(ji),如日本(ben)京浜廠(chang)的3150噸擠壓(ya)機(ji)和(he)羅(luo)馬尼亞(ya)共和(he)國(guo)鋼(gang)管(guan)廠(chang)的3100噸擠壓(ya)機(ji)等都不再配置(zhi)張力減(jian)徑(jing)機(ji)。其(qi)原(yuan)因,一方(fang)面是由(you)于擠壓(ya)機(ji)和(he)張力減(jian)徑(jing)機(ji)聯合(he)使用后在運行過程(cheng)中出現的工(gong)藝和(he)經(jing)濟性方(fang)面的問題;另一方(fang)面是由(you)于連續(xu)軋管(guan)機(ji)組出現后,從生(sheng)產(chan)效(xiao)率和(he)經(jing)濟性兩個方(fang)面考慮,生(sheng)產(chan)碳素鋼(gang)管(guan)和(he)低合(he)金(jin)鋼(gang)管(guan)時,擠壓(ya)一張減(jian)聯合(he)機(ji)組無法與連續(xu)軋管(guan)機(ji)組相競爭。
表1-6為(wei)某些曾與(yu)擠壓機聯(lian)合使用的(de)張力(li)減徑(jing)機的(de)性能,表1-7為(wei)擠壓機曾與(yu)張力(li)減徑(jing)機聯(lian)合使用生產鋼管的(de)典(dian)型規格。


由(you)于熱擠(ji)壓工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)變形方(fang)(fang)式(shi)所具有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬流動特性,能夠提高材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)變形能力,加(jia)工(gong)采用其他加(jia)工(gong)方(fang)(fang)法(fa)(鍛壓和軋制(zhi))難以成型的(de)(de)(de)(de)(de)低塑(su)性、難變形的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料以及其所具有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝上的(de)(de)(de)(de)(de)靈活性和制(zhi)品的(de)(de)(de)(de)(de)高質量等有(you)(you)利條件,使其在一些制(zhi)管的(de)(de)(de)(de)(de)重要場合(he)成為最(zui)佳的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)方(fang)(fang)法(fa),有(you)(you)時甚(shen)至是唯一可選擇的(de)(de)(de)(de)(de)、無需進行經濟性論證的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)方(fang)(fang)法(fa)。
擠(ji)壓機(ji)(ji)可以生(sheng)(sheng)產各種鋼(gang)(gang)種的(de)(de)(de)產品,如碳素鋼(gang)(gang)、合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)以及(ji)高溫(wen)合(he)金(jin)和難變形金(jin)屬的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)材(cai)和異型(xing)材(cai)。國外70%以上的(de)(de)(de)擠(ji)壓機(ji)(ji)被(bei)用于(yu)生(sheng)(sheng)產鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)并且主要(yao)生(sheng)(sheng)產不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan),專(zhuan)門用于(yu)生(sheng)(sheng)產型(xing)材(cai)的(de)(de)(de)擠(ji)壓機(ji)(ji)并不多(duo)。由于(yu)不銹鋼(gang)(gang)無(wu)縫管(guan)(guan)(guan)約有(you)50%要(yao)進行(xing)冷(leng)(leng)軋冷(leng)(leng)拔加工(gong)后交貨使用,因(yin)此(ci),國內(nei)外的(de)(de)(de)擠(ji)壓鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)車間大多(duo)配有(you)冷(leng)(leng)軋冷(leng)(leng)拔鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)設(she)備(bei),以便生(sheng)(sheng)產高精度的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)加工(gong)不銹鋼(gang)(gang)精管(guan)(guan)(guan)。
目(mu)前,不銹鋼和(he)各種難(nan)熔金屬及合(he)(he)金熱擠(ji)壓(ya)工(gong)藝的(de)發展,可以(yi)從現(xian)在(zai)已(yi)在(zai)使用(yong)的(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)擠(ji)壓(ya)力(li)來衡量。現(xian)在(zai)工(gong)業(ye)上專(zhuan)門用(yong)于鋼質(zhi)管(guan)(guan)型材的(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)壓(ya)力(li),已(yi)經(jing)從400噸(dun)增至30000噸(dun)以(yi)上。利用(yong)擠(ji)壓(ya)法(fa)還可以(yi)制造(zao)橫截面形狀和(he)尺寸都能(neng)符合(he)(he)結(jie)構元件精(jing)度要(yao)求的(de)管(guan)(guan)材和(he)型材。
特別是自(zi)1951年末期,世(shi)(shi)界上(shang)第一個采用(yong)玻璃潤滑劑高(gao)速擠壓法生(sheng)產(chan)(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管的(de)(de)工(gong)業(ye)性生(sheng)產(chan)(chan)(chan)車間(jian)在美國的(de)(de) Babcock&wiox公司建成投(tou)產(chan)(chan)(chan),此后的(de)(de)10~20年間(jian)國外幾乎所有(you)(you)大的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管公司都逐漸地以擠壓工(gong)藝(yi)來(lai)取代其他(ta)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管生(sheng)產(chan)(chan)(chan)方(fang)法,其中(zhong)也(ye)包括自(zi)動軋管生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)藝(yi)。并且又(you)有(you)(you)以生(sheng)產(chan)(chan)(chan)低塑(su)性的(de)(de)高(gao)合金鋼(gang)(gang)(gang)管以及復(fu)雜結構型材為(wei)主的(de)(de)擠壓機投(tou)產(chan)(chan)(chan)。有(you)(you)人曾對(dui)20世(shi)(shi)紀50年代初至70年代投(tou)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)擠壓機組按時間(jian)區(qu)分進(jin)行不(bu)完全的(de)(de)統計,來(lai)觀察世(shi)(shi)界各國建成并投(tou)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)擠壓機的(de)(de)發展進(jin)程:
其中包括意(yi)大利的(de)(de)(de)本(ben)特拉(la)(Pea)公(gong)司在1965年(nian)安裝(zhuang)的(de)(de)(de)兩(liang)臺1600噸(dun)(dun)立式擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)和(he)1968年(nian)又(you)安裝(zhuang)兩(liang)臺類(lei)似的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)以及(ji)5450噸(dun)(dun)臥式擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(用(yong)(yong)于(yu)生產(chan)對(dui)成(cheng)品(pin)(pin)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)幾何尺寸有較高要求(qiu)的(de)(de)(de)碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)毛坯管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan));美(mei)國(guo)的(de)(de)(de)孤星(xing)( Lone Star)鋼(gang)(gang)(gang)鐵公(gong)司建(jian)成(cheng)的(de)(de)(de)5500噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(用(yong)(yong)于(yu)生產(chan)石油(you)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、油(you)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)等對(dui)質量(liang)和(he)可靠性有高要求(qiu)的(de)(de)(de)專用(yong)(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan));美(mei)國(guo)加(jia)美(mei)倫(lun)( Cameron)公(gong)司的(de)(de)(de)20000~30000噸(dun)(dun)型擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(成(cheng)功生產(chan)了(le)直徑達1220mm的(de)(de)(de)煤氣輸送(song)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)以及(ji)大直徑三通管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、關閉閥體、管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)接頭(tou)等配件管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan));蘇聯(lian)于(yu)1959年(nian)先后在尼科波爾南(nan)方鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廠建(jian)成(cheng)投產(chan)的(de)(de)(de)120、1500壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(用(yong)(yong)于(yu)生產(chan)中(25~70mm)×(2.5~3.0mm) 的(de)(de)(de)碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)商品(pin)(pin)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、12Cr5MoA、36Mn2Si等合(he)金(jin)結構鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)以及(ji)GCr15滾珠(zhu)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)),1961年(nian)投產(chan)的(de)(de)(de)1650噸(dun)(dun)和(he)3150噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)各1臺(用(yong)(yong)于(yu)生產(chan)(57~159mm)×(4.5~20.0mm)的(de)(de)(de)各種不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan));德(de)國(guo)里(li)薩( Riesa)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)聯(lian)合(he)公(gong)司分別在格勒迪茨和(he)杰(jie)里(li)特契的(de)(de)(de)2000噸(dun)(dun)和(he)1600噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji);捷克(ke)斯洛伐克(ke)的(de)(de)(de)2000噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(用(yong)(yong)于(yu)生產(chan)不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan))和(he)1600噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(用(yong)(yong)于(yu)生碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan))。
目(mu)前在(zai)運行的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)大(da)部分都是20世(shi)紀70年(nian)(nian)代以(yi)前建成(cheng)投產的(de)(de),70年(nian)(nian)代以(yi)后(hou)新建的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)為數(shu)并(bing)不(bu)多(duo)。其中主要(yao)有羅馬尼亞(ya)共和(he)國(guo)鋼(gang)(gang)管(guan)廠(chang)的(de)(de)3100噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji),日本(ben)京浜(bang)廠(chang)的(de)(de)3150噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)、前蘇(su)聯(lian)伏爾(er)加鋼(gang)(gang)管(guan)廠(chang)的(de)(de)5500噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)、美國(guo)孤星( Lone Star)鋼(gang)(gang)管(guan)廠(chang)的(de)(de)5500噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji),以(yi)及新近建成(cheng)的(de)(de)烏克蘭(lan) Centralis鋼(gang)(gang)管(guan)廠(chang)的(de)(de)4400噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)和(he)中國(guo)久立集團(tuan)(tuan)的(de)(de)3500噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji),寶(bao)鋼(gang)(gang)集團(tuan)(tuan)特(te)殊鋼(gang)(gang)分公(gong)司的(de)(de)6000噸(dun)(dun)壓(ya)機(ji)、山西太鋼(gang)(gang)集團(tuan)(tuan)的(de)(de)6000噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)、江蘇(su)華新不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)公(gong)司的(de)(de)3600噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)等(deng)。目(mu)前,在(zai)國(guo)外(wai)熱擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)工藝已經成(cheng)為不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)、高鎳合(he)金管(guan)以(yi)及難熔金屬及其合(he)金等(deng)高性(xing)能材(cai)料管(guan)型材(cai)產品(pin)不(bu)可缺少的(de)(de)生產手段。

