擠壓(ya)作為一(yi)種壓(ya)力(li)加(jia)工(gong)的方法(fa),早在(zai)1797年(nian)(nian)就被用(yong)(yong)來(lai)擠壓(ya)鋁管;1894年(nian)(nian)英(ying)國(guo)(guo)(guo)人 Alexnder Diok開始用(yong)(yong)冷擠壓(ya)法(fa)生產(chan)(chan)錫、鉛、黃銅(tong)以(yi)及銅(tong)合(he)金(jin)(jin)產(chan)(chan)品;1899年(nian)(nian),俄國(guo)(guo)(guo)人首(shou)先用(yong)(yong)熱(re)(re)擠壓(ya)法(fa)生產(chan)(chan)較難熔的金(jin)(jin)屬和(he)合(he)金(jin)(jin)棒材(cai);1924年(nian)(nian)英(ying)國(guo)(guo)(guo)用(yong)(yong)熱(re)(re)擠壓(ya)法(fa)擠壓(ya)出管子;1925年(nian)(nian),法(fa)國(guo)(guo)(guo)開始用(yong)(yong)熱(re)(re)擠壓(ya)法(fa)試制黑(hei)色(se)金(jin)(jin)屬產(chan)(chan)品。通過以(yi)上實踐證明了一(yi)點,黑(hei)色(se)金(jin)(jin)屬和(he)有色(se)金(jin)(jin)屬一(yi)樣可以(yi)用(yong)(yong)熱(re)(re)擠壓(ya)法(fa)來(lai)生產(chan)(chan)各種產(chan)(chan)品。于是,在(zai)1928年(nian)(nian)德(de)國(guo)(guo)(guo)建成了世界上第一(yi)臺機械擠壓(ya)機,用(yong)(yong)來(lai)成批生產(chan)(chan)碳素鋼管。


   但是,由于(yu)(yu)過去鋼擠(ji)壓(ya)試(shi)驗(yan)都是利用低(di)速的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)色金屬(shu)(shu)擠(ji)壓(ya)機來進(jin)(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de),因此當時并沒(mei)有(you)(you)進(jin)(jin)行過任何關(guan)于(yu)(yu)鋼擠(ji)壓(ya)特性和(he)(he)方(fang)法的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)研究。對鋼擠(ji)壓(ya)時的(de)(de)(de)(de)(de)工模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)設(she)計和(he)(he)潤(run)滑劑的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)以(yi)(yi)及擠(ji)壓(ya)坯料的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)熱,都是利用有(you)(you)色金屬(shu)(shu)擠(ji)壓(ya)工藝范圍內(nei)已(yi)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)經驗(yan)。試(shi)驗(yan)結果表明,這是不行的(de)(de)(de)(de)(de)。因為由于(yu)(yu)擠(ji)壓(ya)速度很(hen)低(di),潤(run)滑劑的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)和(he)(he)工模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計不合適,以(yi)(yi)及坯料無(wu)氧化(hua)加(jia)熱的(de)(de)(de)(de)(de)可操作性和(he)(he)經濟性的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題還沒(mei)有(you)(you)解決,所以(yi)(yi)不能保證擠(ji)壓(ya)時合適的(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)流動條件,以(yi)(yi)致(zhi)在擠(ji)壓(ya)過程中坯料很(hen)快被冷卻,相反工具(ju)(ju)(ju)很(hen)快被加(jia)熱,導致(zhi)擠(ji)壓(ya)過程無(wu)法進(jin)(jin)行。由于(yu)(yu)當時鋼擠(ji)壓(ya)時有(you)(you)以(yi)(yi)下四(si)個基本工藝和(he)(he)裝備(bei)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)條件尚不具(ju)(ju)(ju)備(bei),致(zhi)使用擠(ji)壓(ya)法來生(sheng)(sheng)產(chan)黑色金屬(shu)(shu)產(chan)品并沒(mei)有(you)(you)投入工業性生(sheng)(sheng)產(chan)。這四(si)個條件是:(1)高使用壽命(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)工模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)材料;(2)坯料的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)氧化(hua)加(jia)熱;(3)適當的(de)(de)(de)(de)(de)工藝潤(run)滑劑;(4)高的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)速度。


  與此同(tong)時(shi),德(de)國的(de)(de)一個鋼(gang)(gang)廠和(he)一個有(you)(you)色金屬半(ban)成品(pin)(pin)(pin)工(gong)廠合(he)作進(jin)行(xing)了鋼(gang)(gang)擠(ji)壓(ya)試驗(yan),在原理(li)上證實(shi)了鋼(gang)(gang)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)可(ke)行(xing)性。直至20世紀40年代,高(gao)參數(shu)的(de)(de)蒸汽透平制造(zao)(zao)業(ye)、燃氣透平制造(zao)(zao)業(ye)、儀器儀表制造(zao)(zao)業(ye)以及機器制造(zao)(zao)業(ye)中某(mou)些領(ling)域的(de)(de)快速發展(zhan),都必須使用(yong)具有(you)(you)高(gao)耐(nai)熱(re)強(qiang)(qiang)度(du)、耐(nai)酸、高(gao)電磁性和(he)其(qi)他(ta)(ta)特殊性能(neng)的(de)(de)高(gao)合(he)金鋼(gang)(gang)和(he)難熔合(he)金制造(zao)(zao)的(de)(de)零件。而(er)當耐(nai)熱(re)強(qiang)(qiang)度(du)或其(qi)他(ta)(ta)物(wu)理(li)化學性能(neng)提高(gao)時(shi),許多材(cai)料的(de)(de)工(gong)藝塑性會明顯地(di)下降,使一個很有(you)(you)使用(yong)價(jia)值的(de)(de)材(cai)料在流動(dong)狀(zhuang)態下,塑性指標降低到甚至不(bu)能(neng)用(yong)軋制或自由鍛(duan)的(de)(de)方法進(jin)行(xing)加(jia)工(gong)。因此,在當時(shi),對(dui)一些不(bu)銹鋼(gang)(gang)、鎳基合(he)金等材(cai)料的(de)(de)無縫鋼(gang)(gang)管產(chan)品(pin)(pin)(pin),雖(sui)然(ran)用(yong)軋制法生(sheng)產(chan)有(you)(you)很大(da)的(de)(de)困難,但(dan)也(ye)只能(neng)用(yong)軋制和(he)自由鍛(duan)的(de)(de)方法生(sheng)產(chan),導致這(zhe)類產(chan)品(pin)(pin)(pin)生(sheng)產(chan)的(de)(de)經(jing)濟性和(he)可(ke)能(neng)性大(da)大(da)降低。對(dui)高(gao)性能(neng)、低塑性、難變形材(cai)料產(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)實(shi)際需求,促(cu)進(jin)了對(dui)高(gao)合(he)金鋼(gang)(gang)和(he)各(ge)種(zhong)特殊材(cai)料熱(re)擠(ji)壓(ya)過程的(de)(de)研究。


  1941年,法國(guo)的塞菲拉克( CEFILAC)公(gong)司(原(yuan)金屬拉拔與軋制公(gong)司)的技(ji)術經理J.賽茹(ru)爾內(J. Sejournet)在于仁(ren)恩( Ugine)電爐鋼公(gong)司的協助下成功研制出(chu)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji),奠定(ding)了鋼擠壓工藝及設(she)備迅速發展(zhan)的基礎。同年,“玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑(ji)高(gao)速擠壓法”專利許可證頒發給 J. Sejournet后,很快被美國(guo)、英國(guo)、西班(ban)牙(ya)、奧地利、日本、瑞(rui)典和其他(ta)國(guo)家(jia)所購(gou)買(表1-1)。


表1-1.jpg


  1945年,玻璃潤滑劑開(kai)始用(yong)于(yu)工業性生產(chan)。當時(shi)一些長期使(shi)用(yong)的用(yong)來生產(chan)銅(tong)和(he)黃銅(tong)產(chan)品舊式(shi)有色金屬(shu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji),在結(jie)構(gou)、擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)速(su)度和(he)加(jia)熱工藝方面都已不(bu)能適應(ying)鋼擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)的特殊要(yao)求(qiu)。因此,在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)鋼時(shi),這些擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)大部分被拆(chai)除,同(tong)時(shi)被現代鋼擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)替代。當時(shi)對所設(she)計的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)和(he)輔(fu)助設(she)備的結(jie)構(gou)提出了以下三點要(yao)求(qiu):


    1. 在生產絕對可靠的(de)條(tiao)件下,具(ju)有高的(de)工作速度。要(yao)求擠壓速度為300~400m,空程速度為650mm/s。這(zhe)樣(yang),生產的(de)間隙時間從(cong)110s減少到25~30秒。


    2. 設計(ji)要求純擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)間(jian)為(wei)2~3秒。這是(shi)因為(wei)考慮(lv)到當時(shi)液壓(ya)(ya)(ya)(ya)系(xi)統的(de)管和閥(fa)門的(de)費用比較(jiao)高,再(zai)進一步減(jian)(jian)少純擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)間(jian)就(jiu)沒有什么(me)益處了。但(dan)是(shi),仍需調在(zai)這方(fang)面要繼續努力(li)。因為(wei)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)坯(pi)料與擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)的(de)接觸時(shi)間(jian)縮短(duan)可使(shi)工模(mo)(mo)(mo)具的(de)使(shi)用壽(shou)命提高,并(bing)且(qie)檢查(cha)和更換工模(mo)(mo)(mo)具的(de)工作量也可以減(jian)(jian)輕,使(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機的(de)生產(chan)效率提高,同(tong)時(shi)使(shi)產(chan)品的(de)生產(chan)成本(ben)降低。


   3. 擠(ji)壓(ya)機的結構強度(du)(du)和裝(zhuang)配精度(du)(du)要(yao)求比有色(se)金屬(shu)擠(ji)壓(ya)的要(yao)求高。這(zhe)是因為鋼擠(ji)壓(ya)時的擠(ji)壓(ya)力相對比有色(se)金屬(shu)擠(ji)壓(ya)時大(da)得多,這(zhe)樣可確保擠(ji)壓(ya)鋼管壁厚公差(cha)精度(du)(du),滿足當時特殊產品生(sheng)產的需要(yao)。


 20世(shi)紀(ji)50年(nian)代(dai)初期,美國首先開(kai)始將低頻電感應加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)技術(shu)引(yin)入(ru)鋼擠(ji)壓的料(liao)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)工藝并獲得成功;接著(zhu)英(ying)國也于(yu)1957年(nian)開(kai)始采用低頻感應加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)技術(shu)來實現擠(ji)壓坯料(liao)的無(wu)氧化加(jia)(jia)熱(re)(re)(re),并且(qie)感應加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)爐被(bei)設(she)計成單(dan)爐座,每小時可無(wu)氧化加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)壞料(liao)40噸。


  與此同時(shi),由于(yu)(yu)特殊冶金(jin)技術的(de)發展(zhan),其(qi)研究(jiu)成果在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)工(gong)模(mo)(mo)具(ju)(ju)材料選(xuan)擇工(gong)具(ju)(ju)設計(ji)和制(zhi)作中的(de)應用(yong)(yong),使(shi)擠壓(ya)(ya)(ya)工(gong)模(mo)(mo)具(ju)(ju)在(zai)(zai)高(gao)溫下能夠承受更大的(de)壓(ya)(ya)(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(li)如(ru),當時(shi)英國(guo)的(de)勞芳·莫爾優質(zhi)鋼公司(Low Mour Fine steel Ltd.),采用(yong)(yong)尼莫尼克90合(he)(he)金(jin)擠壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)擠壓(ya)(ya)(ya)時(shi),其(qi)模(mo)(mo)具(ju)(ju)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命得到了(le)很(hen)大的(de)提(ti)高(gao)。但是后來,由于(yu)(yu)尼莫尼克90合(he)(he)金(jin)擠壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)在(zai)(zai)機械加(jia)工(gong)方面遇到很(hen)大的(de)困(kun)難,并(bing)且使(shi)用(yong)(yong)成本比較高(gao),因而沒有被推(tui)廣使(shi)用(yong)(yong)。于(yu)(yu)是又進一步(bu)地(di)研究(jiu)出(chu)淬(cui)硬性(xing)、抗(kang)熱裂性(xing)、耐磨性(xing)和熱強度都很(hen)高(gao),且加(jia)工(gong)容易和價廉的(de)9%W和4.25W-Cr-Co-V-Mo鋼擠壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo),其(qi)熱處理后的(de)硬度分別達(da)到HRC49-50HRC56。用(yong)(yong)于(yu)(yu)擠壓(ya)(ya)(ya)有8個(ge)翅的(de)異型管時(shi),擠壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命超過100次(ci)/只。


 50年代后期(qi),美國(guo)瓊斯·拉弗(fu)林(J&L)擠壓工(gong)(gong)(gong)廠的(de)W. L. Steinbrenner試驗成功一(yi)種具(ju)有良(liang)好模具(ju)特性的(de)新材料鉬合金用于制作擠壓模,取得很好的(de)效果。采(cai)用鉬合金制造的(de)擠壓模容易加工(gong)(gong)(gong),不需要熱處(chu)理,并(bing)且在使(shi)用后還可以重新加工(gong)(gong)(gong)成尺寸較小一(yi)檔(dang)的(de)擠壓模繼續使(shi)用,其壽命可以達到(dao)200-300次/只(zhi)以上。


  至此,鋼(gang)擠壓(ya)工藝和設備上的四個(ge)主(zhu)要難(nan)題已經(jing)基本上得到解(jie)決,鋼(gang)擠壓(ya)術進入到提(ti)高生產(chan)率、進一步完善(shan)擠壓(ya)機結構(gou)、改善(shan)技術經(jing)濟指標的新階段(duan)。


 當時,在美(mei)國(guo)和歐洲(zhou)從事擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)設計和制(zhi)(zhi)造的(de)公司(si)(si)主(zhu)要(yao)有(you)英國(guo)的(de)勞威Loewy工程(cheng)公司(si)(si)和菲爾汀(ting)( Fielding)工廠設計公司(si)(si),德國(guo)的(de)施勞曼(se mam)公司(si)(si)和美(mei)國(guo)的(de)皮(pi)爾太克( Buried)公司(si)(si)。他(ta)們采用(yong)最新(xin)科(ke)技,大(da)量(liang)設計制(zhi)(zhi)造臥式液壓(ya)擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji),在將近(jin)20年的(de)時間(jian)內(nei)使擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)的(de)數量(liang)增(zeng)加了(le)9倍。其(qi)中(zhong)液壓(ya)擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)的(de)總能力增(zeng)加了(le)800%,機(ji)(ji)械(xie)擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)的(de)總能力增(zeng)加了(le)250%,并且(qie)還量(liang)制(zhi)(zhi)造了(le)4000~6000噸(dun)的(de)管(guan)型材擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)。僅(jin)勞威工程(cheng)公司(si)(si)一家就供應了(le)197臺(tai)擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji),其(qi)中(zhong)164臺(tai)用(yong)于(yu)(yu)有(you)色金屬,33臺(tai)用(yong)于(yu)(yu)鋼擠(ji)壓(ya)。


 1951年,世界上第一個采用玻璃潤滑劑高速擠壓法生(sheng)產不銹(xiu)鋼(gang)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,國外幾乎所有的不銹鋼管生產大公司都逐漸以擠壓法取代了其他生產不(bu)銹鋼無縫管的方法,使熱擠壓工藝成為不銹鋼(gang)無縫鋼(gang)管不可缺少的生產手段。


 20世紀(ji)60年代(dai)初,鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)熱擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)技(ji)(ji)術(shu)已(yi)經發展到(dao)一(yi)(yi)個(ge)相(xiang)當(dang)高(gao)的(de)(de)(de)(de)水平(ping)。由于設計和(he)(he)機(ji)械制造技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)進步,擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構和(he)(he)裝(zhuang)備不(bu)斷完善:采(cai)用(yong)(yong)了更為(wei)合理的(de)(de)(de)(de)4張(zhang)力(li)(li)柱式(shi)框架(jia)結(jie)構;帶預應力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)張(zhang)力(li)(li)柱固定(ding)螺帽;帶預應力(li)(li)裝(zhuang)配的(de)(de)(de)(de)多層(ceng)結(jie)構擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong);旋轉式(shi)雙(shuang)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)和(he)(he)雙(shuang)穿(chuan)孔筒(tong);旋轉式(shi)或抽(chou)屜(ti)式(shi)模架(jia);擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)的(de)(de)(de)(de)自動清理和(he)(he)冷(leng)卻;擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊的(de)(de)(de)(de)自動分離和(he)(he)自動傳輸;擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)幾乎都配備有一(yi)(yi)個(ge)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)蓄(xu)勢(shi)器系(xi)統(tong)采(cai)用(yong)(yong)具有多級不(bu)同(tong)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)組合的(de)(de)(de)(de)多缸結(jie)構。例如(ru),當(dang)時(shi)在(zai)新建投產的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)系(xi)列3000噸(dun)鋼(gang)管和(he)(he)型(xing)鋼(gang)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)上,不(bu)再采(cai)用(yong)(yong)一(yi)(yi)個(ge)單獨的(de)(de)(de)(de)3000噸(dun)水壓(ya)(ya)(ya)缸(只能用(yong)(yong)減小蓄(xu)勢(shi)器中(zhong)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)辦法來變(bian)換(huan)(huan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)等級),而是改為(wei)采(cai)用(yong)(yong)一(yi)(yi)種可以在(zai)500~3000噸(dun)范(fan)圍內按照(zhao)6個(ge)相(xiang)同(tong)等級來變(bian)換(huan)(huan)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)。在(zai)這種情況(kuang)下,坯料的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)可以從125mm增(zeng)大(da)到(dao)350mm,長度可以由150mm增(zeng)長到(dao)1000mm,使一(yi)(yi)臺擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)范(fan)圍擴(kuo)大(da)了很多,并且提高(gao)了擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)生產效率。


  當時(shi)(shi)(shi),大(da)量采用的(de)(de)是3000~5000噸臥(wo)式(shi)水(shui)壓擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji)(ji)(ji)。與此(ci)同時(shi)(shi)(shi),美國還建成臺(tai)(tai)1200噸的(de)(de)大(da)型(xing)(xing)臥(wo)式(shi)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji)(ji)(ji),其中3臺(tai)(tai)用于擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓鋁合(he)金,3臺(tai)(tai)用于擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓鋼管、型(xing)(xing)鋼和難熔金屬及合(he)金。當時(shi)(shi)(shi)在(zai)各種型(xing)(xing)號(hao)和噸位(wei)的(de)(de)臥(wo)式(shi)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji)(ji)(ji)上,其最佳的(de)(de)工藝技術單項指標可達(da)到(dao)如下水(shui)平(ping):鋼擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)最大(da)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓比達(da)到(dao)70以上,而(er)從理(li)論上和實驗上可以達(da)到(dao)200;擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓速度(du)提高到(dao)300~400mm/s;擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓桿的(de)(de)空程速度(du)可以達(da)到(dao)600-700mm/s;擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓的(de)(de)周期時(shi)(shi)(shi)間縮短到(dao)20秒;擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓次數達(da)到(dao)140次/小時(shi)(shi)(shi)。


  當時(shi)還普遍采用工頻感(gan)應加(jia)熱(re)爐(lu)和再加(jia)熱(re)爐(lu),以及帶保(bao)護氣(qi)體的(de)環形加(jia)熱(re)爐(lu)等坯料無氧(yang)化加(jia)熱(re)設備。當時(shi)已有128臺以上的(de)感(gan)應加(jia)熱(re)爐(lu)和再加(jia)熱(re)爐(lu)在世界各(ge)國的(de)擠壓車(che)間運行,單臺的(de)最大加(jia)熱(re)能力達到40噸/小時(shi)。


  同時(shi)采用合金(jin)(jin)鋼、高合金(jin)(jin)鋼、高溫(wen)合金(jin)(jin)難熔金(jin)(jin)屬(shu)、金(jin)(jin)屬(shu)陶瓷、硬質合金(jin)(jin)等材料來制作(zuo)擠(ji)壓(ya)機和(he)穿(chuan)孔機的工模具,使(shi)一(yi)些擠(ji)壓(ya)工模具的極限(xian)強(qiang)度達到2360MPa。


  20世紀60年代末期,世界(jie)各國已(yi)擁有135臺以上(shang)擠(ji)壓(ya)鋼(gang)(gang)和鎳及其(qi)合(he)金(jin)(jin)的擠(ji)壓(ya)機(ji)在運(yun)轉(zhuan),其(qi)中85%~90%的擠(ji)壓(ya)機(ji)用(yong)于生產鋼(gang)(gang)管(guan),10%~15%的擠(ji)壓(ya)機(ji)用(yong)于生產型鋼(gang)(gang)。一時(shi)擠(ji)壓(ya)機(ji)成為“最靈活的軋管(guan)機(ji)”,并且還(huan)推(tui)出擠(ji)壓(ya)機(ji)和張力減(jian)徑機(ji)聯合(he)使用(yong)的擠(ji)壓(ya)鋼(gang)(gang)管(guan)生產線,用(yong)來(lai)大批(pi)量生產碳素(su)鋼(gang)(gang)、低合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)、不(bu)銹鋼(gang)(gang)和耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)管(guan)。


  表(biao)(biao)1-2為國外(wai)部分國家和公司的(de)(de)擠壓(ya)機(ji),表(biao)(biao)1-3為中國的(de)(de)部分鋼管型(xing)材擠壓(ya)機(ji)。表(biao)(biao)1-4為國外(wai)一些鋼擠壓(ya)機(ji)的(de)(de)主要性能(neng),表(biao)(biao)1-5為美(mei)國部分鋼擠壓(ya)的(de)(de)主要參(can)數。


表 1-2.jpg


  采(cai)用3000~4000噸擠壓機(ji)配置16~24機(ji)架張(zhang)(zhang)力(li)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji),張(zhang)(zhang)力(li)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)進口(kou)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)直徑(jing)(jing)(jing)(jing)為(wei)73~170mm,生產的(de)成品管(guan)的(de)最(zui)小直徑(jing)(jing)(jing)(jing)為(wei)20-30mm,最(zui)小壁(bi)厚為(wei)2~3mm。一般進張(zhang)(zhang)力(li)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)長度為(wei)10~20m。如果采(cai)用連鑄坯生產碳素鋼(gang)(gang)和低合(he)金鋼(gang)(gang)管(guan),擠壓鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)坯重(zhong)還要增大(da)。通過張(zhang)(zhang)力(li)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)后的(de)成品管(guan)長度可以達到(dao)(dao)25~35m,張(zhang)(zhang)力(li)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)出(chu)口(kou)速度最(zui)大(da)可以達到(dao)(dao)4~6m/s,年產量在10萬噸以上。


 從當時(shi)的發展情況來看,擠(ji)壓機(ji)與(yu)張(zhang)力減徑機(ji)配合使用時(shi),具有以下幾方(fang)面的優勢:


 1. 提高了擠壓機的產量


    1臺3000噸(dun)擠(ji)壓機,如果是單機生產碳(tan)素鋼管年(nian)產量(liang)在(zai)5萬(wan)~6萬(wan)噸(dun)左右,而采(cai)用與張力減徑機聯合組成生產線(xian)時,使(shi)其年(nian)產量(liang)可提高至10萬(wan)噸(dun)以上。


 2. 擴(kuo)大了擠壓機組生產鋼管的規(gui)格范圍


     一般1臺3000噸壓機(ji)生產鋼(gang)管的最(zui)小(xiao)規(gui)格為d60mm×2.5mm,而配(pei)置(zhi)了張(zhang)力減(jian)(jian)徑(jing)(jing)機(ji)之(zhi)后,由張(zhang)力減(jian)(jian)徑(jing)(jing)機(ji)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)后的鋼(gang)管最(zui)小(xiao)規(gui)格為28mm×2.0mm,甚至(zhi)(zhi)可以減(jian)(jian)徑(jing)(jing)至(zhi)(zhi)16mm×2.0mm。


 3. 降(jiang)低了生產成本


    由于擠壓(ya)機使用(yong)的(de)坯料規(gui)格較(jiao)少,一般僅3-6個規(gui)格系列,使工(gong)模具的(de)準備和(he)消(xiao)耗量相應減少。并(bing)且生(sheng)產小直徑鋼管時,無(wu)需進行進一步的(de)冷拔冷軋等冷加工(gong)工(gong)序。


 4. 可(ke)以靈活生產


   既可以(yi)生產批(pi)量小、塑性(xing)低的(de)難(nan)變(bian)形高合金鋼(gang)和合金鋼(gang)管,又可以(yi)生產批(pi)量大的(de)小直徑(jing)碳(tan)素鋼(gang)管和低合金鋼(gang)管。


 因此,當(dang)時聯合使用擠壓(ya)機和張(zhang)力減徑(jing)機的制管工藝曾一度以生產(chan)(chan)(chan)的靈活性(xing)和高(gao)效率、產(chan)(chan)(chan)品(pin)的低(di)成(cheng)本和高(gao)質量(liang)挑戰傳統(tong)的軋管工藝,并且其產(chan)(chan)(chan)量(liang)一度在(zai)鋼(gang)管后來,由(you)于(yu)擠壓(ya)機和在(zai)行(xing)大量(liang)生產(chan)(chan)(chan)和連續運行(xing)中,在(zai)生產(chan)(chan)(chan)工藝、品(pin)種質量(liang)和經濟性(xing)等方(fang)面出現的不(bu)足,導致聯合生產(chan)(chan)(chan)線終止(zhi)生產(chan)(chan)(chan)。


 例如,奧地利的(de)1臺3100噸擠壓(ya)(ya)機配置張力減(jian)徑(jing)機后(hou)出(chu)(chu)現了(le)不少(shao)(shao)問題,如擠壓(ya)(ya)機適合(he)(he)于小(xiao)批量(liang)、多品(pin)種的(de)訂單(dan),而擠壓(ya)(ya)機與張力減(jian)徑(jing)機聯用后(hou),機組則適合(he)(he)大批量(liang)、少(shao)(shao)品(pin)種的(de)訂單(dan)。因此(ci),在生產安(an)排和設備效率(lv)等方面出(chu)(chu)現了(le)矛盾(dun)。并且(qie),帶玻璃潤(run)(run)滑劑擠壓(ya)(ya)后(hou)的(de)鋼(gang)管(guan)經張減(jian)后(hou),鋼(gang)管(guan)的(de)內表面出(chu)(chu)現了(le)小(xiao)球狀的(de)殘(can)留物,使鋼(gang)管(guan)質量(liang)達不到(dao)標(biao)準要求。因此(ci),擠壓(ya)(ya)后(hou)需進(jin)行張減(jian)的(de)鋼(gang)管(guan),只(zhi)能采(cai)(cai)用石墨(mo)作為(wei)潤(run)(run)滑劑。但采(cai)(cai)用石墨(mo)潤(run)(run)滑劑擠壓(ya)(ya)不銹鋼(gang)管(guan)時,又可能會引(yin)起鋼(gang)管(guan)表面滲碳。為(wei)此(ci),該廠曾一度只(zhi)采(cai)(cai)用石墨(mo)潤(run)(run)滑劑,專門生產碳素鋼(gang)管(guan)和合(he)(he)金結(jie)構鋼(gang)管(guan)。


  德國(guo)1962年建成(cheng)的1臺3400噸擠壓(ya)機(ji)組配(pei)置(zhi)的張力減徑機(ji)于1968年拆(chai)除(chu)其原因是(shi)采(cai)用擠壓(ya)機(ji)和張力減徑機(ji)聯合工藝(yi),生產碳素鋼管和合金結(jie)構鋼管在(zai)經濟上不合算(suan)。


  日本神戶制鋼(gang)于(yu)1967年(nian)建成投(tou)產的550噸(dun)擠壓機也(ye)(ye)配有張力(li)減徑機,主要用于(yu)生(sheng)產碳素鋼(gang)管和合金鋼(gang)管,最后張力(li)減徑機大(da)部分時間也(ye)(ye)處于(yu)停產。


  我國長城(cheng)鋼廠(chang)在20世紀60年代從德國引進的(de)3150噸擠壓(ya)機,配有24機架(jia)的(de)張力減徑機,未能很好使用就(jiu)遭拆除(chu)。


  此后建成的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji),如日本(ben)京浜廠的(de)3150噸擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)羅馬尼亞共和(he)國鋼管(guan)廠的(de)3100噸擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)等都(dou)不再配置張力減(jian)(jian)徑機(ji)(ji)(ji)(ji)。其原因,一(yi)方面(mian)是由于擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)張力減(jian)(jian)徑機(ji)(ji)(ji)(ji)聯合(he)使用后在運行過(guo)程中出(chu)現(xian)(xian)的(de)工藝和(he)經濟性(xing)方面(mian)的(de)問題;另一(yi)方面(mian)是由于連續軋管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)組出(chu)現(xian)(xian)后,從(cong)生(sheng)產(chan)效率和(he)經濟性(xing)兩個(ge)方面(mian)考(kao)慮,生(sheng)產(chan)碳素(su)鋼管(guan)和(he)低合(he)金鋼管(guan)時,擠(ji)(ji)壓(ya)一(yi)張減(jian)(jian)聯合(he)機(ji)(ji)(ji)(ji)組無法與連續軋管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)組相(xiang)競爭。


 表1-6為(wei)(wei)某些曾(ceng)與(yu)擠壓機(ji)聯合(he)使用(yong)的張(zhang)力(li)減徑機(ji)的性能,表1-7為(wei)(wei)擠壓機(ji)曾(ceng)與(yu)張(zhang)力(li)減徑機(ji)聯合(he)使用(yong)生產鋼管(guan)的典型規格(ge)。



 由于(yu)熱擠壓(ya)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)變形方(fang)(fang)式(shi)所具有(you)(you)的(de)(de)(de)金(jin)屬流動特性(xing),能夠提(ti)高材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)變形能力,加工(gong)采(cai)用(yong)其他加工(gong)方(fang)(fang)法(鍛壓(ya)和(he)(he)軋制)難以成型的(de)(de)(de)低塑性(xing)、難變形的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)以及其所具有(you)(you)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)上的(de)(de)(de)靈活(huo)性(xing)和(he)(he)制品(pin)的(de)(de)(de)高質量等有(you)(you)利條件,使其在一些制管的(de)(de)(de)重要場合成為最佳(jia)的(de)(de)(de)加工(gong)方(fang)(fang)法,有(you)(you)時(shi)甚至是唯一可選擇的(de)(de)(de)、無(wu)需進(jin)行(xing)經濟性(xing)論證的(de)(de)(de)加工(gong)方(fang)(fang)法。


 擠(ji)壓(ya)機(ji)可以生產(chan)各種鋼(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)產(chan)品(pin),如碳素(su)鋼(gang)(gang)(gang)、合金鋼(gang)(gang)(gang)、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)以及(ji)高(gao)溫合金和難變(bian)形金屬的(de)(de)管(guan)(guan)材(cai)和異型材(cai)。國(guo)外70%以上的(de)(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)被用(yong)于(yu)生產(chan)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)并(bing)且主要生產(chan)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),專門用(yong)于(yu)生產(chan)型材(cai)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)并(bing)不(bu)多。由于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)無(wu)縫管(guan)(guan)約有50%要進行冷(leng)軋(ya)冷(leng)拔加(jia)工后交(jiao)貨使(shi)用(yong),因此,國(guo)內外的(de)(de)擠(ji)壓(ya)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)車間大多配有冷(leng)軋(ya)冷(leng)拔鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)設備,以便生產(chan)高(gao)精度的(de)(de)冷(leng)加(jia)工不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)精管(guan)(guan)。


 目前,不銹鋼(gang)和(he)各種難熔金(jin)屬及(ji)合(he)金(jin)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)工(gong)藝的(de)(de)發展,可(ke)以從現(xian)在(zai)已在(zai)使用(yong)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)機的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)力來衡量。現(xian)在(zai)工(gong)業上(shang)專門用(yong)于鋼(gang)質管(guan)型材(cai)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)機壓(ya)力,已經(jing)從400噸(dun)增至30000噸(dun)以上(shang)。利用(yong)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)法(fa)還可(ke)以制造橫截面形狀(zhuang)和(he)尺寸都能符合(he)結構元(yuan)件精度要(yao)求的(de)(de)管(guan)材(cai)和(he)型材(cai)。


 特別是自(zi)1951年(nian)末期,世(shi)(shi)界上第一個采用玻(bo)璃潤(run)滑(hua)劑(ji)高(gao)速擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)法生(sheng)產(chan)(chan)不銹鋼管(guan)的(de)(de)(de)工業(ye)性生(sheng)產(chan)(chan)車(che)間在美國(guo)的(de)(de)(de) Babcock&wiox公司建成(cheng)(cheng)投產(chan)(chan),此后的(de)(de)(de)10~20年(nian)間國(guo)外幾乎所有大的(de)(de)(de)不銹鋼管(guan)公司都逐漸地以擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工藝來取代(dai)其他的(de)(de)(de)不銹鋼管(guan)生(sheng)產(chan)(chan)方法,其中也(ye)包括自(zi)動軋管(guan)生(sheng)產(chan)(chan)工藝。并(bing)且又有以生(sheng)產(chan)(chan)低塑性的(de)(de)(de)高(gao)合金鋼管(guan)以及復雜結構型材為主的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機投產(chan)(chan)。有人曾(ceng)對20世(shi)(shi)紀(ji)50年(nian)代(dai)初至70年(nian)代(dai)投產(chan)(chan)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機組按(an)時間區分(fen)進行不完全的(de)(de)(de)統計,來觀(guan)察世(shi)(shi)界各國(guo)建成(cheng)(cheng)并(bing)投產(chan)(chan)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)(de)發展(zhan)進程:


  其中(zhong)包括意(yi)大(da)利的本特拉(Pea)公司(si)在(zai)(zai)(zai)1965年安(an)裝(zhuang)的兩(liang)臺(tai)1600噸(dun)(dun)立(li)式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)1968年又安(an)裝(zhuang)兩(liang)臺(tai)類似的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)以及5450噸(dun)(dun)臥式擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)生產對成品(pin)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)幾何尺寸有較高要求(qiu)的碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)(he)低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)毛坯管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan));美國的孤星( Lone Star)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)公司(si)建成的5500噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)生產石油套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、油管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)等(deng)對質量和(he)(he)可(ke)靠性有高要求(qiu)的專用(yong)(yong)(yong)(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan));美國加美倫( Cameron)公司(si)的20000~30000噸(dun)(dun)型擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(成功生產了(le)直徑達1220mm的煤氣輸送管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)以及大(da)直徑三(san)通管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、關閉閥體(ti)、管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)接頭等(deng)配(pei)件管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan));蘇聯于(yu)1959年先后在(zai)(zai)(zai)尼科波爾南方鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廠建成投產的120、1500壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)生產中(zhong)(25~70mm)×(2.5~3.0mm) 的碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)商(shang)品(pin)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、12Cr5MoA、36Mn2Si等(deng)合(he)金結(jie)構鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)以及GCr15滾珠軸(zhou)承(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)),1961年投產的1650噸(dun)(dun)和(he)(he)3150噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)各1臺(tai)(用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)生產(57~159mm)×(4.5~20.0mm)的各種不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan));德國里薩(sa)( Riesa)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)聯合(he)公司(si)分別在(zai)(zai)(zai)格勒迪茨和(he)(he)杰里特契的2000噸(dun)(dun)和(he)(he)1600噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji);捷克斯洛(luo)伐克的2000噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)生產不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)(he)軸(zhou)承(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan))和(he)(he)1600噸(dun)(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)生碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)(he)低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan))。


  目前(qian)(qian)在運行的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)大(da)部分都是20世紀(ji)70年代(dai)以(yi)前(qian)(qian)建成(cheng)投產的(de)(de),70年代(dai)以(yi)后新建的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)為(wei)數并不(bu)多。其中(zhong)主要有(you)羅馬尼亞共和國(guo)(guo)(guo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管廠的(de)(de)3100噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),日(ri)本(ben)京浜廠的(de)(de)3150噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)、前(qian)(qian)蘇聯伏(fu)爾加(jia)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管廠的(de)(de)5500噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)、美國(guo)(guo)(guo)孤星( Lone Star)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管廠的(de)(de)5500噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),以(yi)及新近建成(cheng)的(de)(de)烏克蘭(lan) Centralis鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管廠的(de)(de)4400噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)和中(zhong)國(guo)(guo)(guo)久(jiu)立集(ji)(ji)團的(de)(de)3500噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji),寶(bao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)集(ji)(ji)團特殊鋼(gang)(gang)(gang)(gang)分公(gong)司(si)的(de)(de)6000噸(dun)壓(ya)(ya)機(ji)、山(shan)西太鋼(gang)(gang)(gang)(gang)集(ji)(ji)團的(de)(de)6000噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)、江(jiang)蘇華新不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管公(gong)司(si)的(de)(de)3600噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)等(deng)。目前(qian)(qian),在國(guo)(guo)(guo)外熱擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工(gong)藝已(yi)經成(cheng)為(wei)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管、高鎳合金管以(yi)及難熔金屬(shu)及其合金等(deng)高性能材料(liao)管型材產品不(bu)可缺少的(de)(de)生產手段。