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(yi)、冷擠壓
從金屬學的(de)(de)(de)(de)概(gai)念(nian)出(chu)發,冷(leng)擠(ji)(ji)壓(ya)應定(ding)義為溫(wen)度(du)低(di)于(yu)回復溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya),而對于(yu)鋁、銅、鈦等大多數有色金屬以及(ji)鋼(gang)(gang)鐵(tie)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),通(tong)常所說的(de)(de)(de)(de)冷(leng)擠(ji)(ji)壓(ya)一(yi)般是(shi)指(zhi)在室溫(wen)下的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)。鋼(gang)(gang)鐵(tie)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)擠(ji)(ji)壓(ya)主要(yao)(yao)用(yong)于(yu)零件的(de)(de)(de)(de)直接成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)或(huo)近凈形成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing),具有節約(yue)原(yuan)(yuan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、制品(pin)尺(chi)(chi)寸(cun)精度(du)高(gao)、表面(mian)質量(liang)好(hao)、強度(du)高(gao)、生產率高(gao)等優點。適合于(yu)冷(leng)擠(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)應具有較好(hao)的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)、較低(di)的(de)(de)(de)(de)加工硬化能(neng)力,例(li)如(ru)中低(di)碳鋼(gang)(gang)、低(di)合金鋼(gang)(gang)等。鎳含量(liang)比較高(gao)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)一(yi)般不(bu)采用(yong)冷(leng)擠(ji)(ji)壓(ya)進行成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)。冷(leng)擠(ji)(ji)壓(ya)坯(pi)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)形狀與尺(chi)(chi)寸(cun)主要(yao)(yao)根據成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)件的(de)(de)(de)(de)形狀與尺(chi)(chi)寸(cun)、擠(ji)(ji)壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工藝來確(que)定(ding)。確(que)定(ding)坯(pi)料(liao)(liao)(liao)形狀的(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)原(yuan)(yuan)則(ze)為:形狀盡(jin)可(ke)能(neng)簡單,所需成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工序(xu)盡(jin)可(ke)能(neng)少,有利于(yu)獲(huo)得(de)均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)金屬流動和(he)均(jun)勻性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)制品(pin)。冷(leng)擠(ji)(ji)壓(ya)前的(de)(de)(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)(liao)一(yi)般需要(yao)(yao)經(jing)過退火處(chu)理和(he)潤滑處(chu)理。冷(leng)擠(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)形程度(du)遠(yuan)遠(yuan)低(di)于(yu)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)熱擠(ji)(ji)壓(ya)變(bian)(bian)形程度(du)。
二、溫(wen)擠壓
擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du)低(di)于(yu)(yu)再結晶溫(wen)(wen)度(du)(du)而高于(yu)(yu)回復溫(wen)(wen)度(du)(du)時(shi)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)稱為(wei)溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)。在溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過程中(zhong),被擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)金屬的(de)(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)抗力(li)低(di),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)能(neng)耗(hao)下降;模(mo)具(ju)磨損減輕、壽命提高;道次變(bian)(bian)形(xing)(xing)量大,可以(yi)減少(shao)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工(gong)序;金屬可成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性提高,有(you)利于(yu)(yu)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)形(xing)(xing)狀較為(wei)復雜的(de)(de)(de)制品;可用于(yu)(yu)冷擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)難加工(gong)材料的(de)(de)(de)零(ling)部件成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du)對于(yu)(yu)溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)來說(shuo)十(shi)分重要(yao),選(xuan)擇擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du),主要(yao)應綜合考慮產(chan)品的(de)(de)(de)性能(neng)、形(xing)(xing)狀與尺寸(cun)精(jing)度(du)(du)、表面質量、工(gong)模(mo)具(ju)強度(du)(du)、設(she)備能(neng)力(li)等(deng)因素。表1-1為(wei)各種(zhong)材料的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍。
潤滑是溫(wen)擠壓(ya)的重(zhong)(zhong)要工藝(yi)環(huan)節,對(dui)(dui)制品的表(biao)面(mian)質量、尺寸精(jing)度、擠壓(ya)能耗、模具壽命均(jun)有(you)重(zhong)(zhong)要影響,潤滑劑的好壞(huai)甚(shen)至直接影響成型加工的可行性。對(dui)(dui)溫(wen)擠壓(ya)用潤滑劑的主(zhu)要要求如下(xia):
(1) 耐高壓,可以承(cheng)受2000MPa以上的(de)壓力(li)作用。
(2) 在擠壓(ya)溫(wen)度(du)范圍內具有足夠(gou)的黏性(xing)和較強的表面吸(xi)附能力、較好的流動性(xing)能。
(3) 盡可能低的摩擦系(xi)數。
(4) 良好的(de)(de)高溫穩定(ding)性,要求在800℃以下的(de)(de)溫度范圍內不(bu)產生(sheng)化學反(fan)應。
(5) 良(liang)好的抗金屬質點(dian)黏附性能。
三(san)、熱擠壓(ya)
熱擠壓是(shi)在再結晶溫度(du)以上的(de)溫度(du)條件下的(de)擠壓。鋼鐵材料熱擠壓成型技(ji)術取得飛(fei)躍發展是(shi)在1941年法國的(de)J.Sejournet 發明了(le)玻(bo)璃潤滑(hua)劑擠壓法之后。鋼鐵材料熱擠壓時,在擠壓溫度(du)、擠壓壓力、擠壓速度(du)、潤滑(hua)條件與方式等方面,與鋁及鋁合金(jin)、銅及銅合金(jin)等有色金(jin)屬的(de)熱擠壓相比,具有如下特(te)點:
(1) 擠壓(ya)溫度高,通常在1000~1250℃。
(2) 擠壓壓力高,工模具工作條件(jian)惡劣。
(3) 為了防止(zhi)擠壓過程中工(gong)模具(ju)過度升溫而影響其強度,通常(chang)選(xuan)用(yong)快速擠壓。
(4) 為了(le)確(que)保高溫潤滑(hua)(hua)性能(neng),一(yi)般采用玻(bo)璃(li)(li)潤滑(hua)(hua)劑熱(re)擠(ji)壓(ya),擠(ji)壓(ya)完成后(hou)需對(dui)制品進行脫出(chu)玻(bo)璃(li)(li)處理。
(5) 良好的玻璃潤滑劑(ji)可以使(shi)金屬流動均勻性大為改善。
鋼鐵(tie)材(cai)(cai)料熱擠(ji)壓中,擠(ji)壓模、芯桿、擠(ji)壓筒、擠(ji)壓墊片等工模具(ju)的工作條件十(shi)分惡劣(lie)。用(yong)作工模具(ju)的材(cai)(cai)料,既要(yao)求(qiu)具(ju)有高(gao)強度,又要(yao)求(qiu)具(ju)有優良的耐高(gao)溫、耐磨損性能(neng)。實際生產中所用(yong)的工模具(ju)材(cai)(cai)料主要(yao)有H13(美(mei)國)、SKD61、SKD62、SKD6(日本(ben))、2Cr2W8V(中國)。由于以上特點,鋼鐵(tie)材(cai)(cai)料的熱擠(ji)壓生產成本(ben)要(yao)比鋁合(he)金(jin)及銅合(he)金(jin)的高(gao)得多。

