金屬(shu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力加工(gong)(gong)時,坯(pi)料在(zai)高壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)下從封(feng)閉(bi)的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒內通過(guo)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)的(de)模(mo)孔流出而得到制品,這種壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力加工(gong)(gong)過(guo)程(cheng)稱(cheng)為擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)過(guo)程(cheng)可以采用兩種方(fang)法來(lai)實現(xian):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,金屬(shu)坯(pi)料被擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿通過(guo)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊推著(zhu),整(zheng)個坯(pi)料金屬(shu)向緊固在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒前部的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)方(fang)向流動。反(fan)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時,金屬(shu)坯(pi)料保持不動,而由于擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒內朝著(zhu)金屬(shu)坯(pi)料移動的(de)結果產生金屬(shu)流動。擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)方(fang)法及工(gong)(gong)模(mo)具配置(zhi)如(ru)圖0-1所示。


圖0-1.jpg


  采用這兩種方法擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品橫截(jie)面(mian)的形狀(zhuang)(zhuang)與(yu)尺(chi)寸(cun)(cun)決定(ding)于金屬(shu)流(liu)動所通過的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)模(mo)(mo)(mo)孔(kong)的形狀(zhuang)(zhuang)與(yu)尺(chi)寸(cun)(cun)。因此(ci),為(wei)了得到實(shi)心截(jie)面(mian)的制(zhi)品,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)的模(mo)(mo)(mo)孔(kong)要(yao)給予相應的形狀(zhuang)(zhuang)與(yu)尺(chi)寸(cun)(cun)。為(wei)了得到空心的制(zhi)品(管子和(he)空心異型(xing)材(cai)),在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)的模(mo)(mo)(mo)孔(kong)內必(bi)須插入芯(xin)棒。芯(xin)棒與(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)之間形成環(huan)狀(zhuang)(zhuang)間隙,此(ci)間隙的形狀(zhuang)(zhuang)與(yu)尺(chi)寸(cun)(cun)決定(ding)著擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品的形狀(zhuang)(zhuang)與(yu)尺(chi)寸(cun)(cun)。


 在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)空心(xin)制品時(shi)(shi)(shi),利(li)用(yong)兩種(zhong)方法來形成環(huan)形間(jian)隙。其(qi)(qi)一,采(cai)用(yong)較(jiao)長的(de)(de)(de)芯(xin)棒狀(zhuang)與尺寸。此(ci)時(shi)(shi)(shi),芯(xin)棒不(bu)僅穿過(guo)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo),而且穿過(guo)整個(ge)金(jin)屬(shu)(shu)坯料;其(qi)(qi)二,環(huan)狀(zhuang)間(jian)隙的(de)(de)(de)形成借助于較(jiao)短的(de)(de)(de)芯(xin)棒來達到,短芯(xin)棒被直接緊(jin)固在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)專門的(de)(de)(de)橋架(舌形梁)上,或者與擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)做成一個(ge)整體。對于鋼等高變(bian)形抗(kang)力的(de)(de)(de)材(cai)料,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)其(qi)(qi)空心(xin)制品(鋼管(guan)及空心(xin)型(xing)材(cai))時(shi)(shi)(shi),只能采(cai)用(yong)較(jiao)長的(de)(de)(de)芯(xin)棒形成環(huan)形間(jian)的(de)(de)(de)方法進行擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)。此(ci)時(shi)(shi)(shi),根(gen)據(ju)被加(jia)工材(cai)料的(de)(de)(de)性(xing)能,金(jin)屬(shu)(shu)坯料的(de)(de)(de)中心(xin)孔(kong)(kong)可(ke)以通(tong)過(guo)在(zai)立式(shi)穿孔(kong)(kong)機(ji)上直接穿孔(kong)(kong)得到,也可(ke)以通(tong)過(guo)機(ji)械加(jia)工預鉆(zhan)孔(kong)(kong)后在(zai)擴孔(kong)(kong)機(ji)上進行擴孔(kong)(kong)后得到。


 采用(yong)(yong)(yong)短芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)來(lai)形成環狀間隙的(de)(de)方法(fa)進行(xing)空(kong)心制(zhi)品的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya),當坯料推入擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)時,金屬流入夾持芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)的(de)(de)橋(qiao)架孔中(zhong),在橋(qiao)架下面包(bao)圍著芯(xin)棒(bang)(bang)(bang),且熔焊成管子。利用(yong)(yong)(yong)這(zhe)種擠(ji)壓(ya)(ya)方法(fa),得到優質管子的(de)(de)必要(yao)條件是(shi)確保變(bian)(bian)形金屬的(de)(de)熔焊條件,并且不能采用(yong)(yong)(yong)潤滑(hua)劑。因(yin)此,這(zhe)種擠(ji)壓(ya)(ya)方法(fa)只適(shi)用(yong)(yong)(yong)于(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度與(yu)變(bian)(bian)形抗力(li)比較(jiao)低(di)的(de)(de)材(cai)料,如鋁合(he)金。


 有色金屬管材的擠(ji)(ji)壓一般都采用(yong)(yong)帶有內(nei)置式穿孔(kong)系(xi)統的擠(ji)(ji)壓機(ji),實(shi)心坯(pi)料的穿孔(kong)和擠(ji)(ji)壓在同一臺擠(ji)(ji)壓機(ji)上完成,不設置專用(yong)(yong)的立式穿孔(kong)機(ji)。由于擠(ji)(ji)壓過程所(suo)(suo)具有的金屬流動(dong)的特性,采用(yong)(yong)擠(ji)(ji)壓方法可(ke)以制(zhi)造(zao)用(yong)(yong)其他壓力加工方法(如軋制(zhi)方法)所(suo)(suo)不能制(zhi)造(zao)的、形狀非常復雜的制(zhi)品(圖0-2)。


圖0-2.jpg


  擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)過程還具有很大的(de)(de)靈(ling)活性(xing)。在現有的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)裝(zhuang)備上,只(zhi)需要更(geng)換(huan)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)具的(de)(de)個別(bie)零(ling)件(如擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)棒(bang)材時(shi)(shi),更(geng)換(huan)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo);擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)管材時(shi)(shi),更(geng)換(huan)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)和擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)芯棒(bang)),其產品(pin)就可以從一種(zhong)制(zhi)品(pin)轉換(huan)為另一種(zhong)制(zhi)品(pin),且更(geng)換(huan)工(gong)模(mo)(mo)具非常簡(jian)單和迅速,只(zhi)需要幾(ji)分鐘就可以完(wan)成。根據德國施維(wei)爾特鋼廠(chang)的(de)(de)經驗,在8小時(shi)(shi)工(gong)作制(zhi)的(de)(de)一個班(ban)內,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)15~20種(zhong)不同斷(duan)面的(de)(de)產品(pin)很容(rong)易(yi)實現。


  同時,一(yi)般當擠(ji)壓機的噸位確定之后,擠(ji)壓筒的規格可選擇3~6個系(xi)(xi)列,相應的擠(ji)壓坯(pi)料(liao)和(he)工(gong)模具(ju)的規格也就(jiu)在3-6個系(xi)(xi)列范圍內與工(gong)模具(ju)的準備比(bi)較簡單。


  因此,擠壓法(fa)對于小批量(liang)制品的生(sheng)產是經濟而合理(li)的,甚至當制品的形狀(zhuang)能(neng)夠用其(qi)他的壓力(li)加工(gong)方(fang)法(fa)生(sheng)產時也(ye)是如此。


 擠(ji)壓過程所特有(you)的(de)(de)(de)(de)應力(li)狀態(tai)為(wei)各(ge)向(xiang)不(bu)均(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)(de)壓縮。由于(yu)工(gong)模(mo)具(ju)形(xing)(xing)(xing)狀、摩(mo)擦力(li)的(de)(de)(de)(de)影響與(yu)變形(xing)(xing)(xing)金(jin)屬性(xing)能的(de)(de)(de)(de)不(bu)均(jun)勻(yun)性(xing),導(dao)致(zhi)在坯料(liao)(liao)金(jin)屬內除了壓應力(li)以(yi)外(wai),還(huan)會(hui)產生附加的(de)(de)(de)(de)剪應力(li)。但是研(yan)究與(yu)生產經驗表明(ming),在采取降低(di)摩(mo)擦力(li)與(yu)材(cai)料(liao)(liao)性(xing)能不(bu)均(jun)勻(yun)性(xing)的(de)(de)(de)(de)措施以(yi)及選(xuan)擇形(xing)(xing)(xing)狀合適的(de)(de)(de)(de)工(gong)模(mo)具(ju)后,可(ke)使(shi)擠(ji)壓具(ju)有(you)比其(qi)他壓力(li)加工(gong)方法(如自由鍛或軋制)更(geng)為(wei)有(you)利的(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)變形(xing)(xing)(xing)條件,從而提高了材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)變形(xing)(xing)(xing)能力(li),使(shi)擠(ji)壓法可(ke)以(yi)實現任(ren)何低(di)塑(su)性(xing)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)壓力(li)加工(gong)。并且擠(ji)壓加工(gong)后的(de)(de)(de)(de)制品內部組織(zhi)致(zhi)密、性(xing)能均(jun)勻(yun)。


 生產(chan)經驗還證(zheng)明(ming)(ming),擠(ji)壓(ya)制(zhi)品的表面(mian)質量與尺寸精度(du)并不比熱軋制(zhi)品低,有時還要(yao)高一些(xie)(表0-1)。德國工廠的試驗表明(ming)(ming),在(zai)(zai)同樣的條件下所生產(chan)的擠(ji)壓(ya)產(chan)品的機械性能,完全在(zai)(zai)DN標(biao)準(zhun)所規定的范圍之內,并且稍優于軋制(zhi)產(chan)品。擠(ji)壓(ya)所得到的在(zai)(zai)制(zhi)品長度(du)方(fang)向上較高的抗(kang)拉(la)強度(du)可能是(shi)擠(ji)壓(ya)產(chan)品一個很大的優點。


表0-1.jpg


 石油化學(xue)工業的(de)迅速發展(zhan)和新建熱電(dian)站用(yong)材料(liao)的(de)升級換代,需要(yao)更大量地使用(yong)各種高性能的(de)耐蝕鋼管(guan)、不銹鋼管和(he)耐熱鋼管,以及相當(dang)大一部分輕型(xing)的(de)經(jing)濟斷面異型(xing)材(cai)。這些(xie)材(cai)料用軋制的(de)方法是很(hen)難(nan)生(sheng)產(chan)(chan)的(de),而這一領域的(de)產(chan)(chan)品只能用擠(ji)壓法來生(sheng)產(chan)(chan)。因此,擠(ji)壓工(gong)藝(yi)技(ji)術在我(wo)國有著(zhu)廣(guang)闊的(de)發展前景。