金(jin)屬壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)加工(gong)時,坯(pi)(pi)料在高壓(ya)(ya)(ya)(ya)下從封閉的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒內通過擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)的(de)模(mo)孔流(liu)出(chu)而得(de)到制品,這種壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)加工(gong)過程稱為擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過程可以采用(yong)兩(liang)種方法(fa)來實現(xian):正擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)和反(fan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)。正擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時,金(jin)屬坯(pi)(pi)料被擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)通過擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)推(tui)著,整個坯(pi)(pi)料金(jin)屬向緊(jin)固在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒前(qian)部的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)方向流(liu)動。反(fan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時,金(jin)屬坯(pi)(pi)料保持不動,而由于(yu)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒內朝著金(jin)屬坯(pi)(pi)料移動的(de)結(jie)果產生金(jin)屬流(liu)動。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)方法(fa)及(ji)工(gong)模(mo)具配置(zhi)如圖0-1所示。


圖0-1.jpg


  采(cai)用(yong)這(zhe)兩種方(fang)法擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)品橫(heng)截面(mian)的(de)形狀與(yu)(yu)尺寸(cun)決定(ding)于金屬(shu)流(liu)動所通過(guo)的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)模(mo)孔的(de)形狀與(yu)(yu)尺寸(cun)。因(yin)此,為了得到實心(xin)(xin)截面(mian)的(de)制(zhi)品,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)的(de)模(mo)孔要給(gei)予相應(ying)的(de)形狀與(yu)(yu)尺寸(cun)。為了得到空心(xin)(xin)的(de)制(zhi)品(管子和空心(xin)(xin)異型材),在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)的(de)模(mo)孔內必(bi)須插(cha)入芯棒(bang)。芯棒(bang)與(yu)(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)之(zhi)間形成(cheng)環狀間隙(xi),此間隙(xi)的(de)形狀與(yu)(yu)尺寸(cun)決定(ding)著擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)品的(de)形狀與(yu)(yu)尺寸(cun)。


 在擠壓空(kong)(kong)心(xin)制品(pin)時,利(li)用兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)來形(xing)(xing)(xing)成(cheng)環形(xing)(xing)(xing)間(jian)隙。其一(yi),采用較(jiao)(jiao)(jiao)長(chang)的(de)(de)芯(xin)棒狀與(yu)尺寸。此時,芯(xin)棒不僅穿過擠壓模,而且(qie)穿過整個金(jin)屬坯料(liao);其二,環狀間(jian)隙的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)借助于(yu)(yu)較(jiao)(jiao)(jiao)短(duan)的(de)(de)芯(xin)棒來達到(dao),短(duan)芯(xin)棒被直(zhi)接緊固在擠壓模專門的(de)(de)橋(qiao)架(舌形(xing)(xing)(xing)梁(liang))上(shang),或者與(yu)擠壓模做成(cheng)一(yi)個整體(ti)。對于(yu)(yu)鋼(gang)等高變(bian)形(xing)(xing)(xing)抗(kang)力的(de)(de)材(cai)料(liao),擠壓其空(kong)(kong)心(xin)制品(pin)(鋼(gang)管及空(kong)(kong)心(xin)型(xing)材(cai))時,只(zhi)能采用較(jiao)(jiao)(jiao)長(chang)的(de)(de)芯(xin)棒形(xing)(xing)(xing)成(cheng)環形(xing)(xing)(xing)間(jian)的(de)(de)方(fang)法(fa)進行(xing)擠壓。此時,根據被加工材(cai)料(liao)的(de)(de)性(xing)能,金(jin)屬坯料(liao)的(de)(de)中心(xin)孔(kong)(kong)可以(yi)(yi)通(tong)過在立式穿孔(kong)(kong)機上(shang)直(zhi)接穿孔(kong)(kong)得到(dao),也可以(yi)(yi)通(tong)過機械加工預(yu)鉆孔(kong)(kong)后在擴孔(kong)(kong)機上(shang)進行(xing)擴孔(kong)(kong)后得到(dao)。


 采用(yong)短(duan)芯棒來形成(cheng)環狀間隙的(de)(de)方法進行空心制品的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya),當坯料(liao)推入(ru)(ru)擠(ji)壓(ya)(ya)模時,金屬流入(ru)(ru)夾持(chi)芯棒的(de)(de)橋(qiao)架孔中,在(zai)橋(qiao)架下面包圍(wei)著芯棒,且熔焊成(cheng)管子。利用(yong)這種擠(ji)壓(ya)(ya)方法,得到優質(zhi)管子的(de)(de)必要條件是(shi)確保變(bian)形金屬的(de)(de)熔焊條件,并且不能(neng)采用(yong)潤滑劑。因此,這種擠(ji)壓(ya)(ya)方法只(zhi)適用(yong)于擠(ji)壓(ya)(ya)溫度與(yu)變(bian)形抗力(li)比較低的(de)(de)材料(liao),如(ru)鋁合金。


 有色金屬管(guan)材的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)一(yi)般都采用(yong)(yong)帶有內置(zhi)式穿孔(kong)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)機,實心坯料的(de)(de)(de)穿孔(kong)和擠(ji)壓(ya)在同一(yi)臺擠(ji)壓(ya)機上完成,不設置(zhi)專用(yong)(yong)的(de)(de)(de)立(li)式穿孔(kong)機。由于擠(ji)壓(ya)過(guo)程所(suo)具有的(de)(de)(de)金屬流動(dong)的(de)(de)(de)特性(xing),采用(yong)(yong)擠(ji)壓(ya)方(fang)法可(ke)以(yi)制(zhi)造用(yong)(yong)其他壓(ya)力加工方(fang)法(如(ru)軋(ya)制(zhi)方(fang)法)所(suo)不能制(zhi)造的(de)(de)(de)、形狀(zhuang)非常(chang)復雜的(de)(de)(de)制(zhi)品(圖(tu)0-2)。


圖0-2.jpg


  擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過程(cheng)還具有很(hen)大的(de)靈(ling)活(huo)性。在現有的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)裝備(bei)上,只需要更(geng)換(huan)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)具的(de)個(ge)別零件(如擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)棒(bang)材時,更(geng)換(huan)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo);擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)管(guan)材時,更(geng)換(huan)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)芯(xin)棒(bang)),其產品(pin)就可以從一種(zhong)制品(pin)轉換(huan)為另一種(zhong)制品(pin),且(qie)更(geng)換(huan)工模(mo)具非常簡單(dan)和迅(xun)速,只需要幾分鐘就可以完(wan)成。根據德國施維爾特鋼廠的(de)經驗,在8小時工作制的(de)一個(ge)班內,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)15~20種(zhong)不同斷面的(de)產品(pin)很(hen)容易實現。


  同(tong)時,一般當擠(ji)壓機(ji)的(de)噸位(wei)確定(ding)之后(hou),擠(ji)壓筒的(de)規格可選擇3~6個系(xi)列(lie),相(xiang)應的(de)擠(ji)壓坯料(liao)和工模具(ju)的(de)規格也就在3-6個系(xi)列(lie)范(fan)圍(wei)內與工模具(ju)的(de)準備比(bi)較簡單(dan)。


  因此,擠壓法對于(yu)小批量(liang)制品的(de)生(sheng)產是經濟而合理(li)的(de),甚(shen)至當制品的(de)形狀能夠(gou)用其他的(de)壓力加工方法生(sheng)產時也是如此。


 擠壓(ya)(ya)過(guo)程所特(te)有(you)的(de)(de)應力(li)(li)(li)狀態為(wei)各向不(bu)均勻的(de)(de)壓(ya)(ya)縮。由于(yu)工(gong)模(mo)(mo)具(ju)形(xing)(xing)狀、摩(mo)擦(ca)力(li)(li)(li)的(de)(de)影響與變形(xing)(xing)金屬性能(neng)(neng)的(de)(de)不(bu)均勻性,導致在(zai)坯料(liao)(liao)金屬內(nei)除了(le)壓(ya)(ya)應力(li)(li)(li)以外,還會產生附加(jia)的(de)(de)剪應力(li)(li)(li)。但是研究(jiu)與生產經驗表明(ming),在(zai)采取降低摩(mo)擦(ca)力(li)(li)(li)與材(cai)料(liao)(liao)性能(neng)(neng)不(bu)均勻性的(de)(de)措施以及選擇(ze)形(xing)(xing)狀合(he)適的(de)(de)工(gong)模(mo)(mo)具(ju)后,可(ke)使擠壓(ya)(ya)具(ju)有(you)比其他(ta)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)加(jia)工(gong)方法(如自由鍛或軋制)更為(wei)有(you)利的(de)(de)塑(su)性變形(xing)(xing)條件,從而提(ti)高了(le)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)變形(xing)(xing)能(neng)(neng)力(li)(li)(li),使擠壓(ya)(ya)法可(ke)以實現任何低塑(su)性材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)加(jia)工(gong)。并(bing)且擠壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)后的(de)(de)制品內(nei)部組織(zhi)致密、性能(neng)(neng)均勻。


 生(sheng)產(chan)(chan)(chan)經驗還(huan)證明(ming),擠(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)的(de)表(biao)面(mian)質量與尺寸精度并不比熱軋制(zhi)品(pin)低,有時還(huan)要高一些(表(biao)0-1)。德國工(gong)廠的(de)試(shi)驗表(biao)明(ming),在(zai)同(tong)樣的(de)條件下(xia)所(suo)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)擠(ji)壓(ya)產(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)機械(xie)性能,完全在(zai)DN標準所(suo)規定(ding)的(de)范圍之內,并且稍優于(yu)軋制(zhi)產(chan)(chan)(chan)品(pin)。擠(ji)壓(ya)所(suo)得到的(de)在(zai)制(zhi)品(pin)長度方向上(shang)較高的(de)抗拉強度可能是擠(ji)壓(ya)產(chan)(chan)(chan)品(pin)一個很大的(de)優點。


表0-1.jpg


 石油(you)化(hua)學工業(ye)的迅速發(fa)展和新建熱(re)電(dian)站用材料的升級換代,需要更(geng)大(da)量地(di)使用各種高性能的耐蝕鋼(gang)管、不(bu)銹(xiu)鋼管和耐熱鋼管,以及(ji)相(xiang)當大一部分輕型(xing)(xing)的(de)經濟(ji)斷面異型(xing)(xing)材。這(zhe)些(xie)材料(liao)用軋制(zhi)的(de)方法是很難生產(chan)的(de),而(er)這(zhe)一領域的(de)產(chan)品(pin)只(zhi)能用擠壓(ya)法來(lai)生產(chan)。因此(ci),擠壓(ya)工藝技術在我國有(you)著廣闊的(de)發展前景(jing)。