鋼鐵材料的擠壓與鋁、銅等有色金屬一樣,按擠壓方法分為正擠壓、反擠壓、復合擠壓等;按擠壓溫度分為冷擠壓、溫擠壓、熱擠壓等幾類。
一、冷擠壓
從金(jin)屬學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)概念出發(fa),冷(leng)擠(ji)壓(ya)(ya)應(ying)定(ding)義為溫(wen)度低(di)(di)于(yu)回復溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya),而對于(yu)鋁、銅、鈦等大多數有(you)色金(jin)屬以及鋼(gang)鐵材(cai)料,通常所說的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)擠(ji)壓(ya)(ya)一(yi)般(ban)是指在室溫(wen)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)。鋼(gang)鐵材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)擠(ji)壓(ya)(ya)主要(yao)(yao)用(yong)于(yu)零件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直接成(cheng)型(xing)(xing)或近凈形成(cheng)型(xing)(xing),具有(you)節約原材(cai)料、制品(pin)尺(chi)寸精度高、表面質量(liang)好、強(qiang)度高、生產率高等優點(dian)。適合于(yu)冷(leng)擠(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料應(ying)具有(you)較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑性、較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加工(gong)硬化能(neng)(neng)力,例如中低(di)(di)碳鋼(gang)、低(di)(di)合金(jin)鋼(gang)等。鎳含量(liang)比較高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)一(yi)般(ban)不采用(yong)冷(leng)擠(ji)壓(ya)(ya)進行成(cheng)型(xing)(xing)。冷(leng)擠(ji)壓(ya)(ya)坯料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形狀與尺(chi)寸主要(yao)(yao)根據成(cheng)型(xing)(xing)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形狀與尺(chi)寸、擠(ji)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)工(gong)藝來確(que)定(ding)。確(que)定(ding)坯料形狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)原則為:形狀盡(jin)可(ke)能(neng)(neng)簡單,所需(xu)成(cheng)型(xing)(xing)工(gong)序盡(jin)可(ke)能(neng)(neng)少,有(you)利于(yu)獲得均勻(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流動和均勻(yun)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制品(pin)。冷(leng)擠(ji)壓(ya)(ya)前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)坯料一(yi)般(ban)需(xu)要(yao)(yao)經過退火處理(li)和潤(run)滑處理(li)。冷(leng)擠(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變形程(cheng)度遠遠低(di)(di)于(yu)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱擠(ji)壓(ya)(ya)變形程(cheng)度。
二、溫擠壓
擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)低(di)于(yu)再(zai)結晶(jing)溫(wen)(wen)度(du)而高于(yu)回復溫(wen)(wen)度(du)時(shi)的擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)稱為溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)。在溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過(guo)程中,被擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)金(jin)屬的變形(xing)抗力(li)低(di),擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)能耗下降(jiang);模具磨損減輕、壽命提高;道次變形(xing)量(liang)大,可以減少成(cheng)型工序(xu);金(jin)屬可成(cheng)型性提高,有利于(yu)成(cheng)型形(xing)狀較為復雜的制品;可用于(yu)冷擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)難加(jia)工材(cai)料的零(ling)部件(jian)成(cheng)型。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)對于(yu)溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)來說十分重要,選擇擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du),主要應綜合考慮產品的性能、形(xing)狀與尺寸精度(du)、表面質量(liang)、工模具強度(du)、設備能力(li)等因素。表1-1為各種材(cai)料的溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)范圍(wei)。
潤(run)(run)滑(hua)是溫(wen)擠(ji)壓(ya)的(de)重要工(gong)藝環節,對制(zhi)品的(de)表面質量(liang)、尺寸精度、擠(ji)壓(ya)能耗(hao)、模具(ju)壽命(ming)均有重要影(ying)響,潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)好壞(huai)甚至(zhi)直接(jie)影(ying)響成(cheng)型加工(gong)的(de)可行性(xing)。對溫(wen)擠(ji)壓(ya)用(yong)潤(run)(run)滑(hua)劑(ji)的(de)主要要求如下:
(1) 耐高壓,可以承受2000MPa以上的壓力作用(yong)。
(2) 在擠壓溫度(du)范圍內(nei)具有(you)足夠的(de)黏性(xing)和較強的(de)表面吸附能(neng)(neng)力、較好的(de)流(liu)動性(xing)能(neng)(neng)。
(3) 盡(jin)可能低的摩擦系數。
(4) 良(liang)好的高(gao)溫穩(wen)定性,要求在800℃以下的溫度范圍內不(bu)產(chan)生化學(xue)反應。
(5) 良(liang)好的抗(kang)金屬(shu)質點(dian)黏附性能。
三、熱(re)擠壓
熱擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)是(shi)在(zai)再結晶溫(wen)度(du)以上的(de)(de)溫(wen)度(du)條(tiao)件下(xia)(xia)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)。鋼鐵(tie)(tie)材料(liao)熱擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)成型技術取(qu)得飛躍(yue)發展是(shi)在(zai)1941年(nian)法國的(de)(de)J.Sejournet 發明了玻璃潤(run)滑劑擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)法之后(hou)。鋼鐵(tie)(tie)材料(liao)熱擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時,在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度(du)、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)速度(du)、潤(run)滑條(tiao)件與方式等方面,與鋁及(ji)鋁合(he)金、銅(tong)及(ji)銅(tong)合(he)金等有(you)(you)色金屬的(de)(de)熱擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)相比,具有(you)(you)如下(xia)(xia)特點:
(1) 擠(ji)壓溫度高,通(tong)常在1000~1250℃。
(2) 擠壓壓力高,工(gong)模具工(gong)作條件惡劣。
(3) 為了防(fang)止擠壓過程(cheng)中(zhong)工模具過度升溫而影(ying)響其強(qiang)度,通常(chang)選用快速(su)擠壓。
(4) 為了確保高溫(wen)潤(run)滑(hua)性(xing)能,一般采用玻璃潤(run)滑(hua)劑熱擠(ji)(ji)壓,擠(ji)(ji)壓完成后需對制品進行脫出玻璃處理。
(5) 良好(hao)的(de)玻(bo)璃潤滑劑可以(yi)使金屬流動均(jun)勻性大(da)為(wei)改(gai)善(shan)。
鋼(gang)鐵材料熱擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)中(zhong)(zhong),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模、芯桿、擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒、擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)片等工模具(ju)的(de)(de)工作條件十(shi)分惡劣(lie)。用作工模具(ju)的(de)(de)材料,既要求(qiu)具(ju)有(you)高強度(du),又(you)要求(qiu)具(ju)有(you)優良的(de)(de)耐高溫、耐磨損性能。實(shi)際生(sheng)產(chan)中(zhong)(zhong)所用的(de)(de)工模具(ju)材料主要有(you)H13(美(mei)國)、SKD61、SKD62、SKD6(日本)、2Cr2W8V(中(zhong)(zhong)國)。由于以上特(te)點,鋼(gang)鐵材料的(de)(de)熱擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)生(sheng)產(chan)成本要比鋁(lv)合(he)金(jin)及銅合(he)金(jin)的(de)(de)高得多(duo)。