金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)加(jia)工時(shi)(shi),坯料(liao)在(zai)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)下(xia)從(cong)封閉的擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)通過(guo)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)的模(mo)(mo)(mo)孔流(liu)出而(er)得到制(zhi)品(pin),這種壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)加(jia)工過(guo)程(cheng)稱為擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過(guo)程(cheng)可以采用兩種方(fang)法來實(shi)現(xian):正(zheng)(zheng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)和反擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)。正(zheng)(zheng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)坯料(liao)被擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿通過(guo)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊推著,整個坯料(liao)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)向(xiang)緊固在(zai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)前部(bu)的擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)方(fang)向(xiang)流(liu)動(dong)。反擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)坯料(liao)保持不動(dong),而(er)由于擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)在(zai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)朝(chao)著金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)坯料(liao)移動(dong)的結果產(chan)生金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)流(liu)動(dong)。擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)方(fang)法及工模(mo)(mo)(mo)具配(pei)置如(ru)圖0-1所示。
采用(yong)這(zhe)兩種方法(fa)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時,擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)品(pin)(pin)橫截(jie)面的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)尺寸決定于金屬流動所通(tong)過的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)模(mo)(mo)孔(kong)的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)尺寸。因(yin)此,為了(le)得(de)到(dao)實(shi)心(xin)截(jie)面的(de)(de)制(zhi)品(pin)(pin),擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)的(de)(de)模(mo)(mo)孔(kong)要給予相應的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)尺寸。為了(le)得(de)到(dao)空心(xin)的(de)(de)制(zhi)品(pin)(pin)(管子和空心(xin)異型材),在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)的(de)(de)模(mo)(mo)孔(kong)內必須插入芯棒。芯棒與(yu)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)之間形(xing)(xing)成環(huan)狀(zhuang)間隙(xi),此間隙(xi)的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)尺寸決定著擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與(yu)尺寸。
在(zai)(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)空心(xin)制品時,利(li)用(yong)(yong)兩種方法(fa)來形(xing)成環形(xing)間隙。其一,采用(yong)(yong)較長的(de)(de)(de)(de)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)狀(zhuang)與(yu)尺寸。此時,芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)不僅穿(chuan)過擠(ji)壓(ya)模(mo),而且穿(chuan)過整(zheng)個金(jin)屬(shu)坯料(liao);其二,環狀(zhuang)間隙的(de)(de)(de)(de)形(xing)成借助于較短的(de)(de)(de)(de)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)來達到(dao),短芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)被(bei)直接緊固在(zai)(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)模(mo)專門的(de)(de)(de)(de)橋架(舌形(xing)梁)上,或者與(yu)擠(ji)壓(ya)模(mo)做成一個整(zheng)體。對于鋼(gang)等高(gao)變形(xing)抗力的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao),擠(ji)壓(ya)其空心(xin)制品(鋼(gang)管(guan)及空心(xin)型材(cai))時,只(zhi)能采用(yong)(yong)較長的(de)(de)(de)(de)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)形(xing)成環形(xing)間的(de)(de)(de)(de)方法(fa)進行擠(ji)壓(ya)。此時,根據被(bei)加工材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)性能,金(jin)屬(shu)坯料(liao)的(de)(de)(de)(de)中心(xin)孔(kong)(kong)(kong)可(ke)以(yi)通過在(zai)(zai)(zai)立式穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)上直接穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)得到(dao),也可(ke)以(yi)通過機(ji)械加工預鉆孔(kong)(kong)(kong)后在(zai)(zai)(zai)擴孔(kong)(kong)(kong)機(ji)上進行擴孔(kong)(kong)(kong)后得到(dao)。
采用(yong)(yong)短芯棒(bang)來形成環(huan)狀間隙的方(fang)法進行空心制品的擠(ji)壓(ya),當坯料(liao)推入擠(ji)壓(ya)模時,金屬流入夾持芯棒(bang)的橋架孔中(zhong),在橋架下(xia)面(mian)包圍著芯棒(bang),且熔(rong)焊(han)成管(guan)子(zi)。利用(yong)(yong)這(zhe)種擠(ji)壓(ya)方(fang)法,得到優質(zhi)管(guan)子(zi)的必要條件是確(que)保變形金屬的熔(rong)焊(han)條件,并且不能(neng)采用(yong)(yong)潤滑劑。因此(ci),這(zhe)種擠(ji)壓(ya)方(fang)法只適(shi)用(yong)(yong)于擠(ji)壓(ya)溫度與變形抗力比較低(di)的材料(liao),如鋁合金。
有(you)色金屬(shu)管材的(de)(de)擠壓(ya)一般都采用帶有(you)內置(zhi)(zhi)式穿(chuan)(chuan)孔系統的(de)(de)擠壓(ya)機(ji),實心坯料的(de)(de)穿(chuan)(chuan)孔和(he)擠壓(ya)在(zai)同一臺擠壓(ya)機(ji)上完成,不設置(zhi)(zhi)專用的(de)(de)立式穿(chuan)(chuan)孔機(ji)。由于(yu)擠壓(ya)過程所具有(you)的(de)(de)金屬(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)特性,采用擠壓(ya)方法(fa)(fa)可以制造用其(qi)他壓(ya)力加工方法(fa)(fa)(如(ru)軋(ya)制方法(fa)(fa))所不能制造的(de)(de)、形狀非常復雜的(de)(de)制品(圖0-2)。
擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)過(guo)程還具(ju)有(you)很(hen)大的(de)靈活性。在現有(you)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)裝(zhuang)備(bei)上(shang),只(zhi)需要(yao)更換(huan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)具(ju)的(de)個(ge)別零件(如擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)棒材(cai)時,更換(huan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo);擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)管材(cai)時,更換(huan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)和擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)芯棒),其產品就可以(yi)從一種(zhong)制品轉(zhuan)換(huan)為另一種(zhong)制品,且更換(huan)工模(mo)(mo)具(ju)非(fei)常簡單和迅速,只(zhi)需要(yao)幾(ji)分鐘就可以(yi)完成(cheng)。根據德國施維(wei)爾特鋼廠的(de)經驗,在8小時工作制的(de)一個(ge)班(ban)內,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)15~20種(zhong)不同斷面的(de)產品很(hen)容易實現。
同時(shi),一般當擠(ji)壓機的噸(dun)位確定(ding)之后,擠(ji)壓筒的規(gui)格(ge)可選擇(ze)3~6個系(xi)列(lie),相應的擠(ji)壓坯料和工(gong)模具的規(gui)格(ge)也就在(zai)3-6個系(xi)列(lie)范圍(wei)內與工(gong)模具的準備比較簡單。
因(yin)此,擠壓(ya)法(fa)對于小批量制品(pin)的(de)生產是經(jing)濟(ji)而(er)合理的(de),甚(shen)至(zhi)當制品(pin)的(de)形(xing)狀(zhuang)能夠用(yong)其他的(de)壓(ya)力(li)加工方法(fa)生產時(shi)也(ye)是如(ru)此。
擠(ji)(ji)壓(ya)過程所特(te)有的(de)(de)應(ying)力(li)(li)狀態為(wei)各向不均(jun)勻(yun)的(de)(de)壓(ya)縮。由(you)于工(gong)模(mo)具形(xing)(xing)狀、摩擦(ca)力(li)(li)的(de)(de)影響與變(bian)形(xing)(xing)金屬性(xing)(xing)能的(de)(de)不均(jun)勻(yun)性(xing)(xing),導致在坯料(liao)金屬內(nei)除了壓(ya)應(ying)力(li)(li)以(yi)(yi)外,還(huan)會產生附加的(de)(de)剪應(ying)力(li)(li)。但是研究與生產經驗表明,在采取降低(di)摩擦(ca)力(li)(li)與材(cai)料(liao)性(xing)(xing)能不均(jun)勻(yun)性(xing)(xing)的(de)(de)措施以(yi)(yi)及選擇形(xing)(xing)狀合適的(de)(de)工(gong)模(mo)具后,可使擠(ji)(ji)壓(ya)具有比(bi)其他(ta)壓(ya)力(li)(li)加工(gong)方法(如自由(you)鍛或軋制)更為(wei)有利(li)的(de)(de)塑性(xing)(xing)變(bian)形(xing)(xing)條(tiao)件,從而提高了材(cai)料(liao)的(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)能力(li)(li),使擠(ji)(ji)壓(ya)法可以(yi)(yi)實現任(ren)何低(di)塑性(xing)(xing)材(cai)料(liao)的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)加工(gong)。并且擠(ji)(ji)壓(ya)加工(gong)后的(de)(de)制品內(nei)部組(zu)織致密、性(xing)(xing)能均(jun)勻(yun)。
生產(chan)(chan)經驗還證明,擠(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)的(de)(de)表面質量與尺(chi)寸精度(du)(du)并(bing)不比熱軋制(zhi)品(pin)低(di),有時還要(yao)高一些(xie)(表0-1)。德國工廠的(de)(de)試(shi)驗表明,在(zai)同樣的(de)(de)條件(jian)下所(suo)生產(chan)(chan)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)機(ji)械(xie)性能,完全(quan)在(zai)DN標準所(suo)規定(ding)的(de)(de)范圍之內(nei),并(bing)且稍優于(yu)軋制(zhi)產(chan)(chan)品(pin)。擠(ji)壓(ya)所(suo)得到的(de)(de)在(zai)制(zhi)品(pin)長度(du)(du)方(fang)向上較高的(de)(de)抗拉強(qiang)度(du)(du)可(ke)能是(shi)擠(ji)壓(ya)產(chan)(chan)品(pin)一個很(hen)大的(de)(de)優點。
石油(you)化學工業的(de)迅速發展(zhan)和(he)新建熱電站(zhan)用(yong)材料的(de)升級(ji)換代,需要(yao)更大量地使用(yong)各種(zhong)高性能的(de)耐蝕(shi)鋼管、不銹鋼管和耐(nai)熱鋼(gang)管(guan),以及相當大一(yi)部分輕型(xing)的(de)經(jing)濟斷面異型(xing)材。這些(xie)材料(liao)用(yong)軋(ya)制的(de)方法是很難生產的(de),而這一(yi)領域的(de)產品(pin)只能(neng)用(yong)擠壓法來生產。因此(ci),擠壓工藝技術在我國有著(zhu)廣(guang)闊的(de)發展前(qian)景。