金(jin)屬壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)加(jia)工時(shi),坯(pi)料在(zai)高壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)下從(cong)封(feng)閉的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒內通過擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)的(de)(de)模(mo)(mo)孔(kong)流(liu)出而得到制品,這種壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)加(jia)工過程稱為擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)過程可以采(cai)用兩種方法來實現:正擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)和反(fan)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)。正擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi),金(jin)屬坯(pi)料被擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿通過擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊推著,整個(ge)坯(pi)料金(jin)屬向緊固(gu)在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒前部的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)方向流(liu)動(dong)(dong)。反(fan)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi),金(jin)屬坯(pi)料保持不動(dong)(dong),而由于(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒內朝著金(jin)屬坯(pi)料移動(dong)(dong)的(de)(de)結(jie)果產生金(jin)屬流(liu)動(dong)(dong)。擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)方法及工模(mo)(mo)具配置(zhi)如圖0-1所示。

采用(yong)這兩種方法擠壓(ya)時,擠壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)橫截面的形(xing)(xing)狀與尺(chi)寸決(jue)定(ding)于(yu)金屬流動(dong)所通過(guo)的擠壓(ya)模(mo)(mo)模(mo)(mo)孔(kong)的形(xing)(xing)狀與尺(chi)寸。因此,為了得(de)到(dao)實心截面的制(zhi)(zhi)品(pin),擠壓(ya)模(mo)(mo)的模(mo)(mo)孔(kong)要給予相應的形(xing)(xing)狀與尺(chi)寸。為了得(de)到(dao)空心的制(zhi)(zhi)品(pin)(管子和空心異型材),在擠壓(ya)模(mo)(mo)的模(mo)(mo)孔(kong)內必(bi)須插入(ru)芯棒。芯棒與擠壓(ya)模(mo)(mo)之間(jian)形(xing)(xing)成環狀間(jian)隙,此間(jian)隙的形(xing)(xing)狀與尺(chi)寸決(jue)定(ding)著擠壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)的形(xing)(xing)狀與尺(chi)寸。
在擠(ji)壓(ya)空心(xin)(xin)制品(pin)(pin)時,利用兩種方法(fa)來形成(cheng)(cheng)環形間(jian)隙。其一(yi),采用較(jiao)長的(de)(de)芯棒狀與尺寸。此時,芯棒不(bu)僅穿(chuan)過(guo)擠(ji)壓(ya)模,而(er)且穿(chuan)過(guo)整個金(jin)屬坯料(liao)(liao)(liao);其二,環狀間(jian)隙的(de)(de)形成(cheng)(cheng)借助(zhu)于較(jiao)短的(de)(de)芯棒來達到(dao),短芯棒被(bei)(bei)直接緊固在擠(ji)壓(ya)模專門(men)的(de)(de)橋架(jia)(舌形梁)上,或者與擠(ji)壓(ya)模做成(cheng)(cheng)一(yi)個整體(ti)。對(dui)于鋼(gang)等(deng)高變形抗(kang)力的(de)(de)材料(liao)(liao)(liao),擠(ji)壓(ya)其空心(xin)(xin)制品(pin)(pin)(鋼(gang)管及空心(xin)(xin)型(xing)材)時,只能采用較(jiao)長的(de)(de)芯棒形成(cheng)(cheng)環形間(jian)的(de)(de)方法(fa)進行(xing)擠(ji)壓(ya)。此時,根(gen)據被(bei)(bei)加工(gong)材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)性(xing)能,金(jin)屬坯料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)中(zhong)心(xin)(xin)孔(kong)可(ke)以通(tong)過(guo)在立式穿(chuan)孔(kong)機上直接穿(chuan)孔(kong)得到(dao),也可(ke)以通(tong)過(guo)機械加工(gong)預鉆孔(kong)后在擴孔(kong)機上進行(xing)擴孔(kong)后得到(dao)。
采用(yong)短芯棒(bang)來形(xing)成環狀間隙的方(fang)法(fa)進行空心制(zhi)品的擠壓(ya)(ya),當坯料推(tui)入擠壓(ya)(ya)模(mo)時(shi),金(jin)屬(shu)流入夾持芯棒(bang)的橋架孔中,在橋架下面(mian)包(bao)圍著芯棒(bang),且熔焊(han)成管(guan)子。利用(yong)這(zhe)(zhe)種擠壓(ya)(ya)方(fang)法(fa),得到優質管(guan)子的必要條件是確保(bao)變形(xing)金(jin)屬(shu)的熔焊(han)條件,并(bing)且不能采用(yong)潤(run)滑劑。因此,這(zhe)(zhe)種擠壓(ya)(ya)方(fang)法(fa)只適用(yong)于擠壓(ya)(ya)溫度與(yu)變形(xing)抗力比較低的材料,如鋁合金(jin)。
有色金(jin)屬管材(cai)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)一(yi)般都采用(yong)(yong)(yong)帶(dai)有內置式(shi)穿孔系(xi)統的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機,實心坯料的(de)(de)穿孔和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)在同一(yi)臺擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機上完成,不設置專用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)立(li)式(shi)穿孔機。由于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過程所具(ju)有的(de)(de)金(jin)屬流動的(de)(de)特性,采用(yong)(yong)(yong)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)方法(fa)可(ke)以制造用(yong)(yong)(yong)其他壓(ya)(ya)(ya)力加工方法(fa)(如軋制方法(fa))所不能(neng)制造的(de)(de)、形狀(zhuang)非常復雜的(de)(de)制品(圖(tu)0-2)。

擠(ji)壓過程還具有很(hen)大(da)的(de)靈(ling)活性。在現有的(de)擠(ji)壓裝(zhuang)備上,只需要更(geng)換擠(ji)壓模具的(de)個別零件(jian)(如擠(ji)壓棒(bang)材(cai)時,更(geng)換擠(ji)壓模;擠(ji)壓管材(cai)時,更(geng)換擠(ji)壓模和(he)(he)擠(ji)壓芯棒(bang)),其(qi)產(chan)品就可(ke)以從(cong)一種(zhong)制(zhi)品轉換為另一種(zhong)制(zhi)品,且(qie)更(geng)換工模具非常(chang)簡單和(he)(he)迅速,只需要幾(ji)分鐘就可(ke)以完成。根據德國施維(wei)爾特鋼廠的(de)經驗,在8小時工作(zuo)制(zhi)的(de)一個班內,擠(ji)壓15~20種(zhong)不(bu)同斷面的(de)產(chan)品很(hen)容易實現。
同時,一般當擠(ji)壓(ya)機的(de)噸位確定(ding)之后,擠(ji)壓(ya)筒的(de)規格(ge)可選擇3~6個系列,相應的(de)擠(ji)壓(ya)坯(pi)料和工(gong)模(mo)具(ju)的(de)規格(ge)也就在3-6個系列范圍內與(yu)工(gong)模(mo)具(ju)的(de)準備比較簡單(dan)。
因此,擠壓法(fa)(fa)對于小批量制品(pin)(pin)的(de)生(sheng)(sheng)產是經濟而合(he)理的(de),甚至(zhi)當制品(pin)(pin)的(de)形狀能夠(gou)用(yong)其他的(de)壓力加工方法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產時也是如此。
擠(ji)壓(ya)(ya)過程所特有的(de)(de)應力(li)(li)狀(zhuang)態為(wei)各向不均(jun)勻的(de)(de)壓(ya)(ya)縮。由于(yu)工(gong)(gong)模具(ju)形狀(zhuang)、摩擦力(li)(li)的(de)(de)影(ying)響(xiang)與變形金屬性(xing)能(neng)的(de)(de)不均(jun)勻性(xing),導致在坯料金屬內除了(le)壓(ya)(ya)應力(li)(li)以外,還(huan)會產(chan)生附(fu)加(jia)(jia)的(de)(de)剪(jian)應力(li)(li)。但是研究與生產(chan)經驗表明,在采取降低(di)摩擦力(li)(li)與材料性(xing)能(neng)不均(jun)勻性(xing)的(de)(de)措施以及選擇(ze)形狀(zhuang)合適(shi)的(de)(de)工(gong)(gong)模具(ju)后(hou),可使(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)具(ju)有比其他壓(ya)(ya)力(li)(li)加(jia)(jia)工(gong)(gong)方(fang)法(如自由鍛(duan)或軋制)更為(wei)有利的(de)(de)塑性(xing)變形條件,從而提高了(le)材料的(de)(de)變形能(neng)力(li)(li),使(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)法可以實現任(ren)何低(di)塑性(xing)材料的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)加(jia)(jia)工(gong)(gong)。并(bing)且擠(ji)壓(ya)(ya)加(jia)(jia)工(gong)(gong)后(hou)的(de)(de)制品內部組織致密、性(xing)能(neng)均(jun)勻。
生產經驗還證明(ming),擠(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)表面質量與(yu)尺寸精度并不比熱軋制(zhi)(zhi)品(pin)低,有(you)時還要高(gao)一(yi)些(表0-1)。德(de)國工廠(chang)的(de)(de)(de)(de)試驗表明(ming),在同樣的(de)(de)(de)(de)條件下所生產的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)產品(pin)的(de)(de)(de)(de)機械性能,完(wan)全(quan)在DN標準(zhun)所規定的(de)(de)(de)(de)范圍之內,并且(qie)稍優于軋制(zhi)(zhi)產品(pin)。擠(ji)壓(ya)(ya)所得到的(de)(de)(de)(de)在制(zhi)(zhi)品(pin)長度方向上(shang)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)抗拉強度可(ke)能是擠(ji)壓(ya)(ya)產品(pin)一(yi)個很大的(de)(de)(de)(de)優點。

石油化學工業的迅速發展和新建(jian)熱(re)電站用材(cai)料的升(sheng)級換代,需要更(geng)大量地使用各種高性能的耐蝕鋼管、不銹鋼管和耐熱鋼管,以及(ji)相當大一(yi)部(bu)分輕型的(de)經濟(ji)斷面異(yi)型材。這些材料(liao)用(yong)軋(ya)制的(de)方法(fa)是很難生產(chan)的(de),而這一(yi)領域的(de)產(chan)品只能用(yong)擠壓法(fa)來(lai)生產(chan)。因此,擠壓工藝技術(shu)在(zai)我(wo)國(guo)有著廣(guang)闊的(de)發展前景。

