擠(ji)(ji)壓(ya)作為一(yi)種(zhong)壓(ya)力加工的方法(fa)(fa),早在1797年(nian)就被(bei)用(yong)來(lai)(lai)(lai)擠(ji)(ji)壓(ya)鋁(lv)管;1894年(nian)英國(guo)(guo)(guo)人(ren) Alexnder Diok開始(shi)用(yong)冷擠(ji)(ji)壓(ya)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)錫、鉛、黃銅以及銅合(he)金(jin)(jin)(jin)產(chan)品(pin);1899年(nian),俄國(guo)(guo)(guo)人(ren)首先用(yong)熱擠(ji)(ji)壓(ya)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)較難(nan)熔的金(jin)(jin)(jin)屬和合(he)金(jin)(jin)(jin)棒材(cai);1924年(nian)英國(guo)(guo)(guo)用(yong)熱擠(ji)(ji)壓(ya)法(fa)(fa)擠(ji)(ji)壓(ya)出管子(zi);1925年(nian),法(fa)(fa)國(guo)(guo)(guo)開始(shi)用(yong)熱擠(ji)(ji)壓(ya)法(fa)(fa)試(shi)制黑(hei)色金(jin)(jin)(jin)屬產(chan)品(pin)。通過(guo)以上(shang)實踐證明了(le)一(yi)點,黑(hei)色金(jin)(jin)(jin)屬和有色金(jin)(jin)(jin)屬一(yi)樣可以用(yong)熱擠(ji)(ji)壓(ya)法(fa)(fa)來(lai)(lai)(lai)生(sheng)產(chan)各(ge)種(zhong)產(chan)品(pin)。于(yu)是(shi),在1928年(nian)德國(guo)(guo)(guo)建成了(le)世界(jie)上(shang)第一(yi)臺(tai)機械擠(ji)(ji)壓(ya)機,用(yong)來(lai)(lai)(lai)成批生(sheng)產(chan)碳素鋼管。


   但是(shi),由于(yu)(yu)過去鋼(gang)(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)試驗都是(shi)利用(yong)低(di)速(su)的(de)(de)(de)有(you)(you)色(se)金(jin)屬擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機來(lai)進(jin)行的(de)(de)(de),因此當時(shi)(shi)并沒有(you)(you)進(jin)行過任何關于(yu)(yu)鋼(gang)(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)特性(xing)和方法(fa)的(de)(de)(de)試驗研究。對鋼(gang)(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)模(mo)(mo)具設計和潤滑(hua)劑的(de)(de)(de)選擇以(yi)及擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)坯料(liao)的(de)(de)(de)加(jia)熱(re),都是(shi)利用(yong)有(you)(you)色(se)金(jin)屬擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝范圍內已(yi)有(you)(you)的(de)(de)(de)經驗。試驗結(jie)果表明,這(zhe)是(shi)不(bu)行的(de)(de)(de)。因為(wei)由于(yu)(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)速(su)度很(hen)低(di),潤滑(hua)劑的(de)(de)(de)選擇和工(gong)(gong)(gong)(gong)模(mo)(mo)具形狀的(de)(de)(de)設計不(bu)合適,以(yi)及坯料(liao)無(wu)氧化加(jia)熱(re)的(de)(de)(de)可操作性(xing)和經濟性(xing)的(de)(de)(de)問題還沒有(you)(you)解決,所以(yi)不(bu)能保證擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)合適的(de)(de)(de)金(jin)屬流動條(tiao)(tiao)件(jian),以(yi)致在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過程(cheng)(cheng)中(zhong)坯料(liao)很(hen)快被(bei)冷卻,相(xiang)反工(gong)(gong)(gong)(gong)具很(hen)快被(bei)加(jia)熱(re),導(dao)致擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過程(cheng)(cheng)無(wu)法(fa)進(jin)行。由于(yu)(yu)當時(shi)(shi)鋼(gang)(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)有(you)(you)以(yi)下四個基本工(gong)(gong)(gong)(gong)藝和裝(zhuang)備上的(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件(jian)尚不(bu)具備,致使用(yong)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)法(fa)來(lai)生產黑色(se)金(jin)屬產品(pin)并沒有(you)(you)投入工(gong)(gong)(gong)(gong)業性(xing)生產。這(zhe)四個條(tiao)(tiao)件(jian)是(shi):(1)高使用(yong)壽命的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)模(mo)(mo)具材料(liao);(2)坯料(liao)的(de)(de)(de)無(wu)氧化加(jia)熱(re);(3)適當的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝潤滑(hua)劑;(4)高的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)速(su)度。


  與此同時,德國的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個鋼(gang)(gang)廠和一(yi)(yi)個有色金(jin)(jin)(jin)(jin)屬半成品工廠合作進行了鋼(gang)(gang)擠(ji)(ji)壓試驗(yan),在(zai)原(yuan)理(li)上證實(shi)了鋼(gang)(gang)擠(ji)(ji)壓的(de)(de)(de)可行性(xing)(xing)。直至20世紀40年代(dai),高(gao)(gao)參數的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽透(tou)平(ping)制(zhi)造(zao)業(ye)、燃氣透(tou)平(ping)制(zhi)造(zao)業(ye)、儀(yi)器儀(yi)表制(zhi)造(zao)業(ye)以及機器制(zhi)造(zao)業(ye)中某些領域的(de)(de)(de)快速(su)發(fa)展,都必須使(shi)用具有高(gao)(gao)耐(nai)熱(re)(re)(re)強度、耐(nai)酸、高(gao)(gao)電磁性(xing)(xing)和其(qi)他特殊(shu)性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)高(gao)(gao)合金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)和難(nan)熔合金(jin)(jin)(jin)(jin)制(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)零件。而當耐(nai)熱(re)(re)(re)強度或(huo)其(qi)他物理(li)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)能提高(gao)(gao)時,許多材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)工藝塑性(xing)(xing)會明顯(xian)地下降,使(shi)一(yi)(yi)個很有使(shi)用價(jia)值的(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料在(zai)流動狀態下,塑性(xing)(xing)指標降低(di)到甚至不能用軋(ya)制(zhi)或(huo)自由鍛的(de)(de)(de)方(fang)法進行加工。因此,在(zai)當時,對(dui)一(yi)(yi)些不銹鋼(gang)(gang)、鎳(nie)基合金(jin)(jin)(jin)(jin)等材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)無縫鋼(gang)(gang)管產品,雖(sui)然用軋(ya)制(zhi)法生(sheng)產有很大(da)的(de)(de)(de)困(kun)難(nan),但也只能用軋(ya)制(zhi)和自由鍛的(de)(de)(de)方(fang)法生(sheng)產,導(dao)致這(zhe)類產品生(sheng)產的(de)(de)(de)經濟(ji)性(xing)(xing)和可能性(xing)(xing)大(da)大(da)降低(di)。對(dui)高(gao)(gao)性(xing)(xing)能、低(di)塑性(xing)(xing)、難(nan)變形材(cai)(cai)(cai)料產品的(de)(de)(de)實(shi)際需求,促進了對(dui)高(gao)(gao)合金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)和各(ge)種特殊(shu)材(cai)(cai)(cai)料熱(re)(re)(re)擠(ji)(ji)壓過程(cheng)的(de)(de)(de)研(yan)究。


  1941年,法國的塞菲拉(la)(la)克( CEFILAC)公司(si)(原金屬拉(la)(la)拔與軋制(zhi)公司(si))的技術(shu)經理(li)J.賽(sai)茹爾內(J. Sejournet)在于仁恩( Ugine)電爐(lu)鋼公司(si)的協助下成功研制(zhi)出玻(bo)璃(li)(li)潤(run)滑劑(ji),奠定了鋼擠壓(ya)(ya)工藝(yi)及設備(bei)迅速發展的基(ji)礎(chu)。同年,“玻(bo)璃(li)(li)潤(run)滑劑(ji)高速擠壓(ya)(ya)法”專利(li)許可證(zheng)頒發給 J. Sejournet后,很快被美國、英國、西(xi)班(ban)牙、奧地利(li)、日本、瑞(rui)典和其他國家(jia)所購買(表1-1)。


表1-1.jpg


  1945年(nian),玻璃潤滑劑(ji)開始用于(yu)工(gong)業性生(sheng)產。當時一(yi)些長期使用的(de)用來生(sheng)產銅(tong)和(he)黃銅(tong)產品舊式有(you)色金屬擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji),在結構、擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)速(su)度(du)和(he)加熱(re)工(gong)藝方面都已不能適應鋼(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)的(de)特(te)殊要求。因(yin)此,在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)時,這些擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)大部分被拆除,同時被現代(dai)鋼(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)替代(dai)。當時對所(suo)設(she)計的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)和(he)輔(fu)助設(she)備(bei)的(de)結構提出了(le)以下三點要求:


    1. 在生產絕對(dui)可(ke)靠的(de)條(tiao)件下,具(ju)有高(gao)的(de)工(gong)作速度(du)。要求擠壓速度(du)為(wei)300~400m,空程速度(du)為(wei)650mm/s。這樣,生產的(de)間(jian)隙時間(jian)從110s減少到25~30秒(miao)。


    2. 設計要求純擠壓(ya)(ya)時間(jian)為(wei)2~3秒。這是因(yin)為(wei)考慮到當(dang)時液(ye)壓(ya)(ya)系(xi)統的管(guan)和(he)(he)閥門的費用(yong)比較高(gao)(gao),再(zai)進一步(bu)減(jian)少純擠壓(ya)(ya)時間(jian)就沒有什么益處了。但(dan)是,仍需調在這方(fang)面要繼續努力。因(yin)為(wei)擠壓(ya)(ya)坯料(liao)與擠壓(ya)(ya)筒和(he)(he)擠壓(ya)(ya)模的接(jie)觸時間(jian)縮短可(ke)使(shi)工(gong)模具的使(shi)用(yong)壽命提高(gao)(gao),并(bing)且檢(jian)查和(he)(he)更(geng)換工(gong)模具的工(gong)作量(liang)也可(ke)以減(jian)輕(qing),使(shi)擠壓(ya)(ya)機(ji)的生產效率提高(gao)(gao),同時使(shi)產品的生產成本降低。


   3. 擠壓機的結構強度和裝配精(jing)度要(yao)求比有(you)色(se)金屬(shu)擠壓的要(yao)求高。這是因為鋼擠壓時(shi)的擠壓力(li)相(xiang)對比有(you)色(se)金屬(shu)擠壓時(shi)大得多,這樣(yang)可確(que)保(bao)擠壓鋼管壁厚公差精(jing)度,滿足當時(shi)特殊(shu)產(chan)品生(sheng)產(chan)的需(xu)要(yao)。


 20世(shi)紀50年代初期(qi),美國首先開始將(jiang)低(di)頻電感應加(jia)熱(re)(re)技(ji)術引(yin)入鋼擠壓的(de)料(liao)(liao)加(jia)熱(re)(re)工藝并(bing)獲得成功;接著(zhu)英國也于(yu)1957年開始采用低(di)頻感應加(jia)熱(re)(re)技(ji)術來(lai)實現擠壓坯料(liao)(liao)的(de)無(wu)氧(yang)化(hua)加(jia)熱(re)(re),并(bing)且感應加(jia)熱(re)(re)爐被(bei)設(she)計成單(dan)爐座,每小時可無(wu)氧(yang)化(hua)加(jia)熱(re)(re)壞料(liao)(liao)40噸。


  與此同時(shi),由于特(te)殊冶(ye)金(jin)技術的(de)(de)(de)發展,其研究成(cheng)果在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工(gong)(gong)模具(ju)材料(liao)選擇工(gong)(gong)具(ju)設(she)計和(he)制作中的(de)(de)(de)應用(yong),使(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工(gong)(gong)模具(ju)在(zai)高溫(wen)下能(neng)夠承受更(geng)大的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力、沖擊(ji)和(he)疲勞負荷(he),提(ti)高了其使(shi)用(yong)壽(shou)命。例如,當(dang)時(shi)英(ying)國(guo)的(de)(de)(de)勞芳·莫爾(er)優質鋼(gang)公(gong)司(si)(Low Mour Fine steel Ltd.),采用(yong)尼(ni)(ni)莫尼(ni)(ni)克90合金(jin)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi),其模具(ju)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命得到了很(hen)大的(de)(de)(de)提(ti)高。但是(shi)后來(lai),由于尼(ni)(ni)莫尼(ni)(ni)克90合金(jin)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模在(zai)機(ji)械加(jia)工(gong)(gong)方(fang)面(mian)遇(yu)到很(hen)大的(de)(de)(de)困難,并(bing)且使(shi)用(yong)成(cheng)本比較高,因而沒有(you)被(bei)推廣使(shi)用(yong)。于是(shi)又進一步地研究出淬硬性(xing)、抗(kang)熱(re)裂性(xing)、耐(nai)磨(mo)性(xing)和(he)熱(re)強度都很(hen)高,且加(jia)工(gong)(gong)容易和(he)價(jia)廉的(de)(de)(de)9%W和(he)4.25W-Cr-Co-V-Mo鋼(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模,其熱(re)處(chu)理后的(de)(de)(de)硬度分別達到HRC49-50HRC56。用(yong)于擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)有(you)8個翅(chi)的(de)(de)(de)異型管時(shi),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命超過100次/只。


 50年代(dai)后期(qi),美國瓊斯·拉弗(fu)林(lin)(J&L)擠壓工廠的(de)W. L. Steinbrenner試(shi)驗(yan)成功一種(zhong)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)模(mo)(mo)具(ju)特(te)性的(de)新材料鉬合金用于(yu)制作擠壓模(mo)(mo),取得(de)很好(hao)的(de)效果。采用鉬合金制造的(de)擠壓模(mo)(mo)容易加工,不需(xu)要熱處理(li),并且在使用后還可(ke)(ke)以重(zhong)新加工成尺寸(cun)較小(xiao)一檔(dang)的(de)擠壓模(mo)(mo)繼續使用,其壽命(ming)可(ke)(ke)以達到200-300次/只以上。


  至(zhi)此,鋼擠壓(ya)工(gong)藝(yi)和設備上的四個主要(yao)難題已經基本(ben)上得到(dao)解決,鋼擠壓(ya)術進(jin)入到(dao)提高生產率、進(jin)一步完善擠壓(ya)機結構(gou)、改善技術經濟指標的新(xin)階段。


 當時,在美國(guo)和(he)歐洲從事擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)設(she)計(ji)和(he)制造(zao)的(de)(de)公(gong)司(si)(si)(si)主要(yao)有英(ying)國(guo)的(de)(de)勞威Loewy工程公(gong)司(si)(si)(si)和(he)菲爾汀( Fielding)工廠設(she)計(ji)公(gong)司(si)(si)(si),德國(guo)的(de)(de)施(shi)勞曼(man)(se mam)公(gong)司(si)(si)(si)和(he)美國(guo)的(de)(de)皮爾太克( Buried)公(gong)司(si)(si)(si)。他們采(cai)用最新科技,大量設(she)計(ji)制造(zao)臥式液壓(ya)(ya)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji),在將近20年的(de)(de)時間內使擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)數量增(zeng)(zeng)加了(le)9倍。其中液壓(ya)(ya)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)總能(neng)力(li)增(zeng)(zeng)加了(le)800%,機(ji)(ji)(ji)(ji)械擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)總能(neng)力(li)增(zeng)(zeng)加了(le)250%,并且還量制造(zao)了(le)4000~6000噸的(de)(de)管型材(cai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)。僅勞威工程公(gong)司(si)(si)(si)一家就(jiu)供應了(le)197臺擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji),其中164臺用于有色金(jin)屬,33臺用于鋼擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)。


 1951年,世界上第一個采用玻璃潤滑劑高速擠壓法生產不銹(xiu)鋼管的工業性生產車間在美國的 Babcock& Wilcox公司建成投產。此后的10~20年內,國外幾乎所有的不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)生產大公司都逐漸以擠壓法取代了其他生產不銹鋼無縫管的方法,使熱擠壓工藝成為不銹鋼無縫(feng)鋼管不可缺少的生產手段。


 20世紀60年(nian)代初,鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)技術(shu)已經發展到一個相當高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)平。由于設(she)計和機械制造技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)步,擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構和裝備不斷完(wan)善:采用(yong)了(le)更為合理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)4張(zhang)力(li)柱(zhu)(zhu)式框架結(jie)(jie)構;帶預應力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)張(zhang)力(li)柱(zhu)(zhu)固(gu)定(ding)螺帽;帶預應力(li)裝配的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)多層(ceng)結(jie)(jie)構擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong);旋轉式雙(shuang)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)和雙(shuang)穿孔筒(tong);旋轉式或抽屜式模架;擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自動清理和冷卻(que);擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自動分離(li)和自動傳輸;擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機幾乎都配備有(you)一個高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)蓄(xu)勢器系統采用(yong)具有(you)多級不同壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)組合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)多缸結(jie)(jie)構。例(li)如,當時(shi)在(zai)新建投產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一系列3000噸(dun)(dun)鋼(gang)管和型鋼(gang)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機上,不再(zai)采用(yong)一個單獨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3000噸(dun)(dun)水(shui)(shui)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(只能用(yong)減小蓄(xu)勢器中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)辦法來變(bian)換(huan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)等級),而是改為采用(yong)一種可(ke)(ke)以(yi)(yi)在(zai)500~3000噸(dun)(dun)范(fan)圍內按照6個相同等級來變(bian)換(huan)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機。在(zai)這(zhe)種情況(kuang)下,坯料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直徑(jing)可(ke)(ke)以(yi)(yi)從125mm增(zeng)大到350mm,長度可(ke)(ke)以(yi)(yi)由150mm增(zeng)長到1000mm,使一臺(tai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)范(fan)圍擴大了(le)很多,并(bing)且提高(gao)了(le)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生產效率。


  當(dang)時(shi),大(da)量采用的(de)是3000~5000噸臥式水壓(ya)擠(ji)(ji)壓(ya)機。與此同時(shi),美國還建成臺1200噸的(de)大(da)型(xing)臥式擠(ji)(ji)壓(ya)機,其中3臺用于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)鋁合(he)金,3臺用于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)鋼(gang)管(guan)、型(xing)鋼(gang)和(he)難熔金屬(shu)及合(he)金。當(dang)時(shi)在各(ge)種(zhong)型(xing)號(hao)和(he)噸位的(de)臥式擠(ji)(ji)壓(ya)機上(shang),其最(zui)佳的(de)工藝技術單項(xiang)指標(biao)可(ke)達到(dao)(dao)(dao)如下水平:鋼(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)的(de)最(zui)大(da)擠(ji)(ji)壓(ya)比達到(dao)(dao)(dao)70以(yi)(yi)上(shang),而從理論上(shang)和(he)實驗上(shang)可(ke)以(yi)(yi)達到(dao)(dao)(dao)200;擠(ji)(ji)壓(ya)速(su)度(du)提高到(dao)(dao)(dao)300~400mm/s;擠(ji)(ji)壓(ya)桿的(de)空程(cheng)速(su)度(du)可(ke)以(yi)(yi)達到(dao)(dao)(dao)600-700mm/s;擠(ji)(ji)壓(ya)的(de)周期時(shi)間縮短到(dao)(dao)(dao)20秒(miao);擠(ji)(ji)壓(ya)機的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)次數達到(dao)(dao)(dao)140次/小時(shi)。


  當時還(huan)普遍采(cai)用(yong)工頻感(gan)應(ying)加(jia)熱爐和(he)(he)再加(jia)熱爐,以及帶保護(hu)氣體(ti)的環形加(jia)熱爐等坯料無氧化(hua)加(jia)熱設(she)備。當時已有128臺(tai)以上的感(gan)應(ying)加(jia)熱爐和(he)(he)再加(jia)熱爐在世界各國的擠(ji)壓車間運(yun)行,單臺(tai)的最大加(jia)熱能力達到40噸/小時。


  同時采用合金(jin)鋼(gang)、高合金(jin)鋼(gang)、高溫合金(jin)難(nan)熔金(jin)屬(shu)、金(jin)屬(shu)陶瓷(ci)、硬質合金(jin)等材料來制作擠壓(ya)機和穿孔(kong)機的(de)工模具,使一些擠壓(ya)工模具的(de)極限強度達(da)到(dao)2360MPa。


  20世紀60年代(dai)末期,世界各國已擁有135臺以上擠(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)鎳及其合(he)金的擠(ji)壓(ya)(ya)機在運轉,其中85%~90%的擠(ji)壓(ya)(ya)機用于(yu)生(sheng)產鋼(gang)(gang)(gang)管(guan),10%~15%的擠(ji)壓(ya)(ya)機用于(yu)生(sheng)產型鋼(gang)(gang)(gang)。一(yi)時擠(ji)壓(ya)(ya)機成為“最靈活的軋管(guan)機”,并且還推(tui)出擠(ji)壓(ya)(ya)機和(he)張力減徑機聯合(he)使用的擠(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)生(sheng)產線,用來大批量生(sheng)產碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)、低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)、不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)和(he)耐熱鋼(gang)(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)。


  表(biao)1-2為國外部(bu)分(fen)國家和公司的擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji),表(biao)1-3為中國的部(bu)分(fen)鋼管型材擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)。表(biao)1-4為國外一些鋼擠(ji)壓(ya)機(ji)(ji)的主(zhu)(zhu)要性能,表(biao)1-5為美國部(bu)分(fen)鋼擠(ji)壓(ya)的主(zhu)(zhu)要參(can)數。


表 1-2.jpg


  采用3000~4000噸擠壓機(ji)配置16~24機(ji)架張力(li)減(jian)(jian)徑(jing)機(ji),張力(li)減(jian)(jian)徑(jing)機(ji)進口(kou)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)直(zhi)徑(jing)為73~170mm,生(sheng)產的(de)成品管(guan)的(de)最小直(zhi)徑(jing)為20-30mm,最小壁厚為2~3mm。一般進張力(li)減(jian)(jian)徑(jing)機(ji)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)長度(du)(du)為10~20m。如果(guo)采用連鑄(zhu)坯生(sheng)產碳(tan)素鋼(gang)(gang)和低(di)合金(jin)鋼(gang)(gang)管(guan),擠壓鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)坯重(zhong)還要增大。通(tong)過張力(li)減(jian)(jian)徑(jing)機(ji)后的(de)成品管(guan)長度(du)(du)可以達到(dao)25~35m,張力(li)減(jian)(jian)徑(jing)的(de)出口(kou)速度(du)(du)最大可以達到(dao)4~6m/s,年產量在10萬(wan)噸以上(shang)。


 從當時的發展(zhan)情況來(lai)看,擠壓機與張力(li)減(jian)徑機配合使用時,具有以(yi)下幾方面的優(you)勢(shi):


 1. 提高了擠壓機的產量


    1臺3000噸(dun)擠壓機,如果是單機生產(chan)(chan)碳素(su)鋼(gang)管年產(chan)(chan)量(liang)在(zai)5萬(wan)~6萬(wan)噸(dun)左右,而采用與張力減徑機聯(lian)合組(zu)成生產(chan)(chan)線時,使其年產(chan)(chan)量(liang)可提高至10萬(wan)噸(dun)以上。


 2. 擴大了擠壓機(ji)組生產(chan)鋼管的(de)規(gui)格范圍(wei)


     一般1臺3000噸(dun)壓機生產(chan)鋼管的最(zui)小(xiao)規(gui)格為d60mm×2.5mm,而配(pei)置了張力減(jian)(jian)徑(jing)機之(zhi)后,由張力減(jian)(jian)徑(jing)機減(jian)(jian)徑(jing)后的鋼管最(zui)小(xiao)規(gui)格為28mm×2.0mm,甚至可以減(jian)(jian)徑(jing)至16mm×2.0mm。


 3. 降(jiang)低了(le)生產(chan)成(cheng)本


    由于擠壓機使用的(de)坯(pi)料規(gui)格較少,一般僅3-6個規(gui)格系列,使工(gong)模具(ju)的(de)準備和消耗量相應減少。并且生產小(xiao)直徑(jing)鋼管時,無需進(jin)行進(jin)一步(bu)的(de)冷(leng)(leng)拔冷(leng)(leng)軋等(deng)冷(leng)(leng)加工(gong)工(gong)序。


 4. 可以靈活生(sheng)產(chan)


   既可(ke)以(yi)生產批量(liang)小(xiao)、塑性(xing)低(di)的難變形高合金鋼和合金鋼管,又(you)可(ke)以(yi)生產批量(liang)大的小(xiao)直徑碳素鋼管和低(di)合金鋼管。


 因此(ci),當(dang)時聯(lian)合(he)使用擠壓機(ji)和張力減徑機(ji)的(de)制(zhi)管(guan)工(gong)(gong)藝(yi)曾一(yi)度以生(sheng)產的(de)靈(ling)活性和高效(xiao)率、產品的(de)低(di)成本(ben)和高質(zhi)量挑戰傳(chuan)統的(de)軋管(guan)工(gong)(gong)藝(yi),并且其(qi)產量一(yi)度在(zai)鋼管(guan)后來,由于(yu)擠壓機(ji)和在(zai)行大(da)量生(sheng)產和連續運行中,在(zai)生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)、品種質(zhi)量和經濟性等方面出現的(de)不足,導致聯(lian)合(he)生(sheng)產線終(zhong)止(zhi)生(sheng)產。


 例如(ru),奧地利的(de)1臺3100噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)機配置張力(li)減徑機后(hou)出(chu)現了(le)不(bu)少問題,如(ru)擠(ji)(ji)壓(ya)機適合于小批(pi)量(liang)、多品種(zhong)的(de)訂單,而擠(ji)(ji)壓(ya)機與張力(li)減徑機聯用(yong)(yong)后(hou),機組則適合大批(pi)量(liang)、少品種(zhong)的(de)訂單。因(yin)此(ci),在生產安排和設(she)備(bei)效率等(deng)方面出(chu)現了(le)矛盾。并且,帶玻璃潤(run)滑(hua)劑擠(ji)(ji)壓(ya)后(hou)的(de)鋼(gang)(gang)管(guan)經張減后(hou),鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)內(nei)表面出(chu)現了(le)小球狀(zhuang)的(de)殘留物,使鋼(gang)(gang)管(guan)質量(liang)達(da)不(bu)到(dao)標準要求。因(yin)此(ci),擠(ji)(ji)壓(ya)后(hou)需(xu)進行(xing)張減的(de)鋼(gang)(gang)管(guan),只能(neng)采(cai)用(yong)(yong)石(shi)墨(mo)作為潤(run)滑(hua)劑。但采(cai)用(yong)(yong)石(shi)墨(mo)潤(run)滑(hua)劑擠(ji)(ji)壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)時(shi),又可能(neng)會引起(qi)鋼(gang)(gang)管(guan)表面滲碳(tan)。為此(ci),該廠曾(ceng)一度只采(cai)用(yong)(yong)石(shi)墨(mo)潤(run)滑(hua)劑,專門生產碳(tan)素鋼(gang)(gang)管(guan)和合金結構(gou)鋼(gang)(gang)管(guan)。


  德(de)國(guo)1962年建成的(de)1臺3400噸擠壓機(ji)組配置的(de)張力(li)減徑(jing)機(ji)于1968年拆(chai)除其(qi)原因是采(cai)用擠壓機(ji)和(he)張力(li)減徑(jing)機(ji)聯合工(gong)藝,生產碳素鋼管和(he)合金結構鋼管在經濟上不合算。


  日本神戶制鋼(gang)于1967年(nian)建成投產(chan)的550噸擠壓機(ji)也配有(you)張(zhang)力減徑(jing)(jing)機(ji),主要用于生產(chan)碳素鋼(gang)管和合金鋼(gang)管,最后張(zhang)力減徑(jing)(jing)機(ji)大部分時間也處(chu)于停產(chan)。


  我國長城鋼廠在(zai)20世(shi)紀60年代從(cong)德國引進的3150噸擠壓(ya)機(ji),配有24機(ji)架的張力(li)減徑(jing)機(ji),未(wei)能很好使(shi)用(yong)就(jiu)遭拆除。


  此后(hou)建成的(de)擠壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji),如日本京浜(bang)廠的(de)3150噸(dun)擠壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)和羅(luo)馬尼亞共和國(guo)鋼(gang)管廠的(de)3100噸(dun)擠壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)等都不再配(pei)置張(zhang)力減(jian)徑機(ji)(ji)(ji)。其(qi)原(yuan)因,一(yi)方(fang)(fang)面(mian)是(shi)由于擠壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)和張(zhang)力減(jian)徑機(ji)(ji)(ji)聯(lian)合(he)使用后(hou)在(zai)運行過程(cheng)中出(chu)現的(de)工藝(yi)和經濟性(xing)方(fang)(fang)面(mian)的(de)問題(ti);另一(yi)方(fang)(fang)面(mian)是(shi)由于連續軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)出(chu)現后(hou),從生產效(xiao)率和經濟性(xing)兩個方(fang)(fang)面(mian)考(kao)慮,生產碳素鋼(gang)管和低(di)合(he)金鋼(gang)管時,擠壓(ya)(ya)一(yi)張(zhang)減(jian)聯(lian)合(he)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)無法與連續軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)相(xiang)競爭(zheng)。


 表1-6為(wei)某些(xie)曾與擠(ji)壓機聯合使用(yong)的張(zhang)力減徑(jing)機的性能,表1-7為(wei)擠(ji)壓機曾與張(zhang)力減徑(jing)機聯合使用(yong)生產鋼管的典型規格。



 由于熱擠壓工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)方(fang)式(shi)所(suo)具(ju)有的(de)(de)(de)金(jin)屬流動特(te)性(xing)(xing),能夠提高(gao)材料的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)能力,加(jia)工(gong)(gong)采用其他(ta)加(jia)工(gong)(gong)方(fang)法(鍛壓和(he)軋制(zhi))難以成(cheng)型的(de)(de)(de)低塑性(xing)(xing)、難變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)材料以及其所(suo)具(ju)有的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝上的(de)(de)(de)靈(ling)活性(xing)(xing)和(he)制(zhi)品的(de)(de)(de)高(gao)質(zhi)量等有利條件(jian),使(shi)其在一(yi)些制(zhi)管的(de)(de)(de)重要場合(he)成(cheng)為最(zui)佳(jia)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)方(fang)法,有時甚(shen)至是唯一(yi)可選擇的(de)(de)(de)、無需進行經(jing)濟性(xing)(xing)論證的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)方(fang)法。


 擠壓(ya)機(ji)(ji)可以(yi)(yi)生(sheng)產(chan)各種鋼(gang)(gang)種的(de)產(chan)品,如碳素鋼(gang)(gang)、合金(jin)鋼(gang)(gang)、不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)以(yi)(yi)及高溫合金(jin)和(he)難變形金(jin)屬的(de)管(guan)材和(he)異型材。國(guo)外(wai)70%以(yi)(yi)上的(de)擠壓(ya)機(ji)(ji)被用(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)鋼(gang)(gang)管(guan)并且主(zhu)要生(sheng)產(chan)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan),專門(men)用(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)型材的(de)擠壓(ya)機(ji)(ji)并不多。由于(yu)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)無縫管(guan)約有50%要進(jin)行冷(leng)軋(ya)冷(leng)拔(ba)加工后交貨使用(yong),因(yin)此,國(guo)內外(wai)的(de)擠壓(ya)鋼(gang)(gang)管(guan)車間大多配有冷(leng)軋(ya)冷(leng)拔(ba)鋼(gang)(gang)管(guan)設備,以(yi)(yi)便生(sheng)產(chan)高精度的(de)冷(leng)加工不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)精管(guan)。


 目前,不銹鋼和各(ge)種(zhong)難(nan)熔金屬及合金熱擠(ji)壓工藝的發展(zhan),可以從(cong)現(xian)在已在使用(yong)的擠(ji)壓機(ji)的擠(ji)壓力來衡量。現(xian)在工業上專門用(yong)于鋼質管型(xing)材(cai)的擠(ji)壓機(ji)壓力,已經從(cong)400噸增至(zhi)30000噸以上。利用(yong)擠(ji)壓法還可以制造橫截面形(xing)狀(zhuang)和尺(chi)寸都能符(fu)合結(jie)構元件精度要(yao)求的管材(cai)和型(xing)材(cai)。


 特別是(shi)自1951年(nian)末(mo)期(qi),世界上第一個(ge)采用玻璃潤滑劑高速擠(ji)壓(ya)法生產(chan)(chan)不銹鋼管的(de)工(gong)業性生產(chan)(chan)車(che)間在美國的(de) Babcock&wiox公司(si)建成投產(chan)(chan),此后的(de)10~20年(nian)間國外(wai)幾(ji)乎所(suo)有大的(de)不銹鋼管公司(si)都逐漸(jian)地以(yi)(yi)擠(ji)壓(ya)工(gong)藝來取(qu)代其(qi)他(ta)的(de)不銹鋼管生產(chan)(chan)方法,其(qi)中也(ye)包括自動軋管生產(chan)(chan)工(gong)藝。并且又(you)有以(yi)(yi)生產(chan)(chan)低塑性的(de)高合金鋼管以(yi)(yi)及復(fu)雜(za)結構型材為主的(de)擠(ji)壓(ya)機投產(chan)(chan)。有人曾對20世紀50年(nian)代初至70年(nian)代投產(chan)(chan)的(de)擠(ji)壓(ya)機組(zu)按時(shi)間區分(fen)進(jin)行不完全的(de)統計,來觀察世界各國建成并投產(chan)(chan)的(de)擠(ji)壓(ya)機的(de)發展進(jin)程(cheng):


  其中(zhong)包括意大(da)(da)利(li)的(de)(de)本特(te)拉(la)(Pea)公司(si)在1965年(nian)(nian)安(an)(an)裝的(de)(de)兩臺(tai)1600噸立式擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)和(he)1968年(nian)(nian)又安(an)(an)裝兩臺(tai)類似的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)以及5450噸臥式擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(用(yong)于(yu)(yu)(yu)生產(chan)(chan)對成(cheng)品管(guan)(guan)(guan)幾何尺寸有(you)較高要求的(de)(de)碳素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)和(he)低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)毛坯管(guan)(guan)(guan));美(mei)國的(de)(de)孤星( Lone Star)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵公司(si)建成(cheng)的(de)(de)5500噸擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(用(yong)于(yu)(yu)(yu)生產(chan)(chan)石(shi)油套管(guan)(guan)(guan)、油管(guan)(guan)(guan)等(deng)對質量(liang)和(he)可(ke)靠性有(you)高要求的(de)(de)專用(yong)管(guan)(guan)(guan));美(mei)國加美(mei)倫( Cameron)公司(si)的(de)(de)20000~30000噸型擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(成(cheng)功生產(chan)(chan)了直徑(jing)達1220mm的(de)(de)煤(mei)氣輸送(song)管(guan)(guan)(guan)以及大(da)(da)直徑(jing)三通管(guan)(guan)(guan)、關(guan)閉閥體、管(guan)(guan)(guan)接頭等(deng)配件管(guan)(guan)(guan));蘇聯于(yu)(yu)(yu)1959年(nian)(nian)先后在尼科波爾南(nan)方鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)廠建成(cheng)投產(chan)(chan)的(de)(de)120、1500壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(用(yong)于(yu)(yu)(yu)生產(chan)(chan)中(zhong)(25~70mm)×(2.5~3.0mm) 的(de)(de)碳素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)商品管(guan)(guan)(guan)、12Cr5MoA、36Mn2Si等(deng)合(he)金結構鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)以及GCr15滾珠(zhu)軸承鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)),1961年(nian)(nian)投產(chan)(chan)的(de)(de)1650噸和(he)3150噸擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)各(ge)(ge)1臺(tai)(用(yong)于(yu)(yu)(yu)生產(chan)(chan)(57~159mm)×(4.5~20.0mm)的(de)(de)各(ge)(ge)種(zhong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan));德國里(li)薩( Riesa)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)聯合(he)公司(si)分別在格勒迪茨和(he)杰里(li)特(te)契的(de)(de)2000噸和(he)1600噸擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji);捷克(ke)(ke)斯洛(luo)伐克(ke)(ke)的(de)(de)2000噸擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(用(yong)于(yu)(yu)(yu)生產(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)和(he)軸承鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan))和(he)1600噸擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(用(yong)于(yu)(yu)(yu)生碳素鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)和(he)低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan))。


  目(mu)前(qian)在運行的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)大部(bu)分都是20世(shi)紀70年代以前(qian)建(jian)(jian)成投產的(de)(de)(de),70年代以后新建(jian)(jian)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)為(wei)數并不(bu)多(duo)。其(qi)中主要有羅馬尼亞共和國鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)的(de)(de)(de)3100噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji),日(ri)本京(jing)浜廠(chang)的(de)(de)(de)3150噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)、前(qian)蘇(su)聯(lian)伏爾加(jia)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)的(de)(de)(de)5500噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)、美國孤星( Lone Star)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)的(de)(de)(de)5500噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji),以及(ji)(ji)新近建(jian)(jian)成的(de)(de)(de)烏克蘭 Centralis鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)的(de)(de)(de)4400噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)和中國久立集(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)3500噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji),寶鋼(gang)(gang)集(ji)團(tuan)(tuan)特(te)殊鋼(gang)(gang)分公司(si)(si)的(de)(de)(de)6000噸(dun)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)、山西太(tai)鋼(gang)(gang)集(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)6000噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)、江(jiang)蘇(su)華新不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)公司(si)(si)的(de)(de)(de)3600噸(dun)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)等。目(mu)前(qian),在國外熱擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工藝(yi)已經(jing)成為(wei)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)、高鎳合金(jin)管(guan)(guan)(guan)以及(ji)(ji)難熔金(jin)屬及(ji)(ji)其(qi)合金(jin)等高性能材料(liao)管(guan)(guan)(guan)型材產品不(bu)可缺少的(de)(de)(de)生產手段。