金(jin)屬壓(ya)(ya)(ya)力加工時(shi),坯(pi)料(liao)在(zai)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)下從封(feng)閉的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內(nei)通過(guo)(guo)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)的(de)(de)模(mo)孔流出(chu)而(er)得到制品,這種壓(ya)(ya)(ya)力加工過(guo)(guo)程稱為(wei)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過(guo)(guo)程可以采(cai)用兩種方法(fa)來實(shi)現:正擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)和(he)反(fan)(fan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)。正擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi),金(jin)屬坯(pi)料(liao)被擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿通過(guo)(guo)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊推(tui)著(zhu),整個坯(pi)料(liao)金(jin)屬向緊固在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒前部(bu)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)方向流動。反(fan)(fan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi),金(jin)屬坯(pi)料(liao)保持不動,而(er)由于擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內(nei)朝著(zhu)金(jin)屬坯(pi)料(liao)移(yi)動的(de)(de)結果(guo)產(chan)生金(jin)屬流動。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)方法(fa)及工模(mo)具配置(zhi)如(ru)圖0-1所(suo)示。


圖0-1.jpg


  采用(yong)這兩種(zhong)方法擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)制品(pin)橫(heng)截(jie)面(mian)的(de)(de)形(xing)狀與(yu)尺寸(cun)決定于金屬(shu)流(liu)動所(suo)通過的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)模(mo)(mo)(mo)孔的(de)(de)形(xing)狀與(yu)尺寸(cun)。因此,為(wei)了(le)得(de)到(dao)實心(xin)截(jie)面(mian)的(de)(de)制品(pin),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)孔要給予相(xiang)應的(de)(de)形(xing)狀與(yu)尺寸(cun)。為(wei)了(le)得(de)到(dao)空心(xin)的(de)(de)制品(pin)(管(guan)子和空心(xin)異型材),在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)孔內必須插入芯棒。芯棒與(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)之間(jian)形(xing)成環狀間(jian)隙,此間(jian)隙的(de)(de)形(xing)狀與(yu)尺寸(cun)決定著(zhu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)制品(pin)的(de)(de)形(xing)狀與(yu)尺寸(cun)。


 在(zai)擠壓(ya)空(kong)心制(zhi)品時,利用兩種(zhong)方(fang)法(fa)來(lai)形(xing)成(cheng)(cheng)環形(xing)間隙(xi)。其一,采用較長(chang)的(de)(de)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)狀與尺寸。此時,芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)不僅穿(chuan)過擠壓(ya)模,而且穿(chuan)過整個金屬坯料(liao);其二,環狀間隙(xi)的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)借(jie)助于較短的(de)(de)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)來(lai)達到(dao),短芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)被直(zhi)接(jie)(jie)緊(jin)固在(zai)擠壓(ya)模專門的(de)(de)橋(qiao)架(舌形(xing)梁)上,或者與擠壓(ya)模做成(cheng)(cheng)一個整體。對于鋼(gang)等(deng)高變(bian)形(xing)抗(kang)力的(de)(de)材料(liao),擠壓(ya)其空(kong)心制(zhi)品(鋼(gang)管及空(kong)心型材)時,只能采用較長(chang)的(de)(de)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)形(xing)成(cheng)(cheng)環形(xing)間的(de)(de)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)擠壓(ya)。此時,根據(ju)被加工材料(liao)的(de)(de)性能,金屬坯料(liao)的(de)(de)中心孔(kong)(kong)可(ke)以通過在(zai)立式穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)上直(zhi)接(jie)(jie)穿(chuan)孔(kong)(kong)得(de)到(dao),也可(ke)以通過機(ji)械加工預鉆孔(kong)(kong)后在(zai)擴孔(kong)(kong)機(ji)上進(jin)行(xing)擴孔(kong)(kong)后得(de)到(dao)。


 采用(yong)(yong)(yong)短(duan)芯棒(bang)來(lai)形(xing)成(cheng)環狀間隙(xi)的方(fang)法(fa)進行空心制品的擠(ji)壓(ya),當坯料推(tui)入(ru)擠(ji)壓(ya)模時,金屬流(liu)入(ru)夾持芯棒(bang)的橋架孔中(zhong),在橋架下面包圍著芯棒(bang),且熔(rong)焊成(cheng)管子。利(li)用(yong)(yong)(yong)這種擠(ji)壓(ya)方(fang)法(fa),得到優質管子的必要條件(jian)是確保變形(xing)金屬的熔(rong)焊條件(jian),并且不能采用(yong)(yong)(yong)潤(run)滑劑(ji)。因此(ci),這種擠(ji)壓(ya)方(fang)法(fa)只適用(yong)(yong)(yong)于擠(ji)壓(ya)溫(wen)度與變形(xing)抗力比較低的材料,如鋁合(he)金。


 有色(se)金屬(shu)管材的(de)(de)(de)擠壓(ya)一(yi)般都采用(yong)(yong)帶有內置(zhi)式穿(chuan)孔(kong)(kong)系統(tong)的(de)(de)(de)擠壓(ya)機(ji),實(shi)心坯料的(de)(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)和擠壓(ya)在同一(yi)臺擠壓(ya)機(ji)上完(wan)成,不(bu)設(she)置(zhi)專用(yong)(yong)的(de)(de)(de)立式穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)。由(you)于擠壓(ya)過程所具有的(de)(de)(de)金屬(shu)流動的(de)(de)(de)特(te)性,采用(yong)(yong)擠壓(ya)方法可以(yi)制造用(yong)(yong)其他壓(ya)力加工(gong)方法(如軋制方法)所不(bu)能制造的(de)(de)(de)、形狀非常復雜的(de)(de)(de)制品(圖0-2)。


圖0-2.jpg


  擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)過程(cheng)還具(ju)有很大(da)的靈(ling)活性。在現(xian)有的擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)裝備上,只需要更(geng)換(huan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模具(ju)的個別(bie)零件(如擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)棒材(cai)時,更(geng)換(huan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模;擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)管材(cai)時,更(geng)換(huan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模和擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)芯棒),其(qi)產(chan)品(pin)就(jiu)可以從一(yi)種(zhong)制品(pin)轉換(huan)為另一(yi)種(zhong)制品(pin),且(qie)更(geng)換(huan)工模具(ju)非常簡(jian)單(dan)和迅速,只需要幾分鐘就(jiu)可以完成。根據德國施維(wei)爾特鋼廠的經驗,在8小時工作制的一(yi)個班內(nei),擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)15~20種(zhong)不同斷面的產(chan)品(pin)很容易(yi)實現(xian)。


  同(tong)時,一般當擠壓機的(de)噸位確定之后,擠壓筒(tong)的(de)規(gui)格(ge)可選擇(ze)3~6個系列(lie),相應的(de)擠壓坯料和工模具的(de)規(gui)格(ge)也就在(zai)3-6個系列(lie)范圍內與(yu)工模具的(de)準備比較簡單。


  因此,擠壓(ya)法對(dui)于小批量制品的(de)生產是(shi)經濟而合理的(de),甚(shen)至當制品的(de)形狀能(neng)夠(gou)用(yong)其他的(de)壓(ya)力加工方法生產時也是(shi)如(ru)此。


 擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過程(cheng)所特(te)有(you)(you)(you)的(de)應(ying)力(li)(li)(li)狀(zhuang)態為(wei)各向不均(jun)勻(yun)的(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮。由于(yu)工(gong)模具(ju)形狀(zhuang)、摩擦力(li)(li)(li)的(de)影響與變(bian)形金(jin)(jin)屬(shu)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)不均(jun)勻(yun)性(xing)(xing),導致在坯料(liao)(liao)金(jin)(jin)屬(shu)內(nei)(nei)除了(le)壓(ya)(ya)(ya)(ya)應(ying)力(li)(li)(li)以外,還會產(chan)生附加(jia)的(de)剪應(ying)力(li)(li)(li)。但是(shi)研究與生產(chan)經驗表明(ming),在采取降低摩擦力(li)(li)(li)與材(cai)料(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)不均(jun)勻(yun)性(xing)(xing)的(de)措(cuo)施(shi)以及選擇形狀(zhuang)合適的(de)工(gong)模具(ju)后(hou),可使擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)具(ju)有(you)(you)(you)比(bi)其他壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)加(jia)工(gong)方法(fa)(如(ru)自由鍛或(huo)軋制)更為(wei)有(you)(you)(you)利的(de)塑性(xing)(xing)變(bian)形條(tiao)件,從而提高了(le)材(cai)料(liao)(liao)的(de)變(bian)形能(neng)(neng)力(li)(li)(li),使擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)法(fa)可以實現任何低塑性(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)的(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)加(jia)工(gong)。并且擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)加(jia)工(gong)后(hou)的(de)制品(pin)內(nei)(nei)部組織致密、性(xing)(xing)能(neng)(neng)均(jun)勻(yun)。


 生(sheng)產經驗還(huan)證明,擠(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)的(de)表(biao)面質量與尺寸精度(du)并(bing)不(bu)比熱軋制(zhi)品(pin)低,有時還(huan)要高(gao)一(yi)些(表(biao)0-1)。德國工廠的(de)試驗表(biao)明,在(zai)(zai)同樣的(de)條(tiao)件下所(suo)生(sheng)產的(de)擠(ji)壓(ya)產品(pin)的(de)機械性能(neng),完全在(zai)(zai)DN標準所(suo)規定的(de)范(fan)圍之內,并(bing)且稍優于軋制(zhi)產品(pin)。擠(ji)壓(ya)所(suo)得(de)到的(de)在(zai)(zai)制(zhi)品(pin)長度(du)方向(xiang)上較高(gao)的(de)抗拉強(qiang)度(du)可能(neng)是(shi)擠(ji)壓(ya)產品(pin)一(yi)個很大的(de)優點(dian)。


表0-1.jpg


 石油化學工業的迅速發(fa)展和(he)新建熱電(dian)站用材料的升級(ji)換代,需要更大量地使用各種高性能的耐蝕鋼(gang)管、不(bu)銹鋼管和耐熱鋼(gang)管,以及相(xiang)當大一部分輕型(xing)的(de)經濟斷面異型(xing)材(cai)。這(zhe)些材(cai)料(liao)用軋制的(de)方法(fa)是很難生產(chan)的(de),而這(zhe)一領域的(de)產(chan)品只能用擠壓法(fa)來生產(chan)。因此,擠壓工藝技術在我國(guo)有(you)著(zhu)廣闊的(de)發展前景(jing)。