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


 從金屬(shu)學的(de)(de)(de)概念出發,冷(leng)(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)應(ying)定義(yi)為(wei)(wei)溫(wen)度(du)低(di)于(yu)回(hui)復溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya),而對(dui)于(yu)鋁、銅(tong)、鈦等(deng)大多數有(you)(you)色(se)金屬(shu)以及(ji)鋼(gang)(gang)鐵材料(liao),通常所說的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)一般是指在室溫(wen)下的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)。鋼(gang)(gang)鐵材料(liao)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)主(zhu)要用(yong)(yong)于(yu)零件(jian)的(de)(de)(de)直接成型或近凈形(xing)成型,具有(you)(you)節約原(yuan)材料(liao)、制品尺寸精度(du)高、表(biao)面質量(liang)好(hao)、強(qiang)度(du)高、生產率(lv)高等(deng)優(you)點。適合于(yu)冷(leng)(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)材料(liao)應(ying)具有(you)(you)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)塑性(xing)、較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)加工(gong)硬(ying)化能(neng)(neng)力(li),例如中低(di)碳鋼(gang)(gang)、低(di)合金鋼(gang)(gang)等(deng)。鎳含量(liang)比較(jiao)高的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)一般不采用(yong)(yong)冷(leng)(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)進(jin)行成型。冷(leng)(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)坯(pi)料(liao)的(de)(de)(de)形(xing)狀與尺寸主(zhu)要根據成型件(jian)的(de)(de)(de)形(xing)狀與尺寸、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)成型工(gong)藝來(lai)確定。確定坯(pi)料(liao)形(xing)狀的(de)(de)(de)主(zhu)要原(yuan)則為(wei)(wei):形(xing)狀盡可能(neng)(neng)簡單,所需成型工(gong)序盡可能(neng)(neng)少(shao),有(you)(you)利于(yu)獲得均(jun)勻的(de)(de)(de)金屬(shu)流動和(he)均(jun)勻性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)制品。冷(leng)(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)前(qian)的(de)(de)(de)坯(pi)料(liao)一般需要經過退火(huo)處(chu)理(li)和(he)潤滑處(chu)理(li)。冷(leng)(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)程度(du)遠遠低(di)于(yu)相應(ying)的(de)(de)(de)熱擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)變(bian)形(xing)程度(du)。


二、溫擠壓


 擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度低于(yu)再結晶溫(wen)度而(er)高于(yu)回復(fu)溫(wen)度時的擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)稱為溫(wen)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)。在(zai)溫(wen)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)過程(cheng)中(zhong),被擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)金屬的變形(xing)抗力低,擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)能(neng)耗下降;模具磨損減輕、壽命提高;道次變形(xing)量大(da),可(ke)以減少成(cheng)(cheng)型工(gong)序(xu);金屬可(ke)成(cheng)(cheng)型性提高,有利于(yu)成(cheng)(cheng)型形(xing)狀(zhuang)較為復(fu)雜的制品;可(ke)用于(yu)冷擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)難加工(gong)材(cai)料的零部件成(cheng)(cheng)型。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度對于(yu)溫(wen)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)來說(shuo)十(shi)分重要(yao),選(xuan)擇擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度,主要(yao)應綜合考慮(lv)產品的性能(neng)、形(xing)狀(zhuang)與(yu)尺寸(cun)精度、表面(mian)質量、工(gong)模具強度、設備能(neng)力等因素。表1-1為各種材(cai)料的溫(wen)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度范(fan)圍(wei)。


 潤(run)滑是溫(wen)擠(ji)壓的(de)重要(yao)工藝環節,對(dui)(dui)制(zhi)品的(de)表面(mian)質量、尺寸精度、擠(ji)壓能耗、模具壽命均有重要(yao)影響(xiang),潤(run)滑劑(ji)(ji)的(de)好壞甚至直接影響(xiang)成(cheng)型(xing)加工的(de)可行性。對(dui)(dui)溫(wen)擠(ji)壓用潤(run)滑劑(ji)(ji)的(de)主要(yao)要(yao)求如下(xia):


(1) 耐高壓,可以(yi)承受2000MPa以(yi)上的壓力作用。


(2) 在擠壓溫度(du)范圍內(nei)具有足(zu)夠的黏性和較強的表(biao)面吸附能力、較好的流動性能。


(3) 盡可能低(di)的摩擦系數(shu)。


(4) 良好(hao)的高溫穩定性,要求在800℃以下的溫度范圍內不產生化學反應。


(5) 良好的抗金屬質點黏附性能。


三、熱擠(ji)壓


  熱擠(ji)(ji)(ji)壓是(shi)在再(zai)結晶溫度(du)(du)以上的(de)溫度(du)(du)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓。鋼(gang)鐵材(cai)料(liao)熱擠(ji)(ji)(ji)壓成型技(ji)術(shu)取得飛(fei)躍發(fa)展是(shi)在1941年(nian)法國的(de)J.Sejournet 發(fa)明(ming)了玻璃潤(run)滑(hua)劑擠(ji)(ji)(ji)壓法之后。鋼(gang)鐵材(cai)料(liao)熱擠(ji)(ji)(ji)壓時,在擠(ji)(ji)(ji)壓溫度(du)(du)、擠(ji)(ji)(ji)壓壓力(li)、擠(ji)(ji)(ji)壓速(su)度(du)(du)、潤(run)滑(hua)條(tiao)件(jian)與方式(shi)等(deng)方面,與鋁(lv)(lv)及(ji)(ji)鋁(lv)(lv)合金(jin)、銅(tong)及(ji)(ji)銅(tong)合金(jin)等(deng)有(you)色金(jin)屬的(de)熱擠(ji)(ji)(ji)壓相比,具有(you)如下(xia)特點:


(1) 擠壓溫度高(gao),通常(chang)在1000~1250℃。


(2) 擠壓壓力高(gao),工模具工作條(tiao)件(jian)惡劣。


(3) 為(wei)了(le)防止擠(ji)壓過程中工(gong)模具過度升(sheng)溫而影響其強(qiang)度,通(tong)常選用(yong)快(kuai)速擠(ji)壓。


(4) 為了確保高溫潤滑(hua)(hua)性能(neng),一般采用玻(bo)璃(li)潤滑(hua)(hua)劑熱擠壓,擠壓完成后需對制(zhi)品進行(xing)脫出玻(bo)璃(li)處理。


(5) 良好的玻璃(li)潤滑劑可以使金屬流動均勻性大(da)為改善。


 鋼鐵材(cai)(cai)料(liao)熱擠壓中,擠壓模(mo)、芯桿、擠壓筒、擠壓墊片等工(gong)模(mo)具的(de)(de)(de)工(gong)作條件(jian)十(shi)分(fen)惡劣。用作工(gong)模(mo)具的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao),既要求具有(you)高強度,又(you)要求具有(you)優良的(de)(de)(de)耐高溫、耐磨損性(xing)能。實際生(sheng)產中所(suo)用的(de)(de)(de)工(gong)模(mo)具材(cai)(cai)料(liao)主要有(you)H13(美(mei)國(guo))、SKD61、SKD62、SKD6(日(ri)本(ben))、2Cr2W8V(中國(guo))。由于以上特點,鋼鐵材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)熱擠壓生(sheng)產成(cheng)本(ben)要比鋁合(he)金及銅合(he)金的(de)(de)(de)高得多。