金屬(shu)壓(ya)(ya)力(li)加工時(shi)(shi),坯(pi)(pi)料在(zai)高壓(ya)(ya)下從封(feng)閉的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒內(nei)通(tong)過擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模的(de)模孔流出而得到制品,這種壓(ya)(ya)力(li)加工過程(cheng)稱為擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)過程(cheng)可以(yi)采用兩種方(fang)(fang)法來實現:正擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)和反(fan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)。正擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi),金屬(shu)坯(pi)(pi)料被擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)通(tong)過擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)推著,整個坯(pi)(pi)料金屬(shu)向(xiang)緊(jin)固在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒前部的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模方(fang)(fang)向(xiang)流動(dong)。反(fan)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi),金屬(shu)坯(pi)(pi)料保持不動(dong),而由(you)于擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒內(nei)朝著金屬(shu)坯(pi)(pi)料移動(dong)的(de)結果產(chan)生金屬(shu)流動(dong)。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)方(fang)(fang)法及工模具配置(zhi)如(ru)圖0-1所示。


圖0-1.jpg


  采(cai)用這兩種方法擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品橫(heng)截(jie)面(mian)的(de)(de)(de)形狀與尺(chi)(chi)寸決(jue)定于金(jin)屬流(liu)動(dong)所通過的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)模(mo)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)形狀與尺(chi)(chi)寸。因此(ci),為(wei)了得到實心(xin)(xin)截(jie)面(mian)的(de)(de)(de)制(zhi)品,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)的(de)(de)(de)模(mo)孔(kong)(kong)要給予(yu)相應的(de)(de)(de)形狀與尺(chi)(chi)寸。為(wei)了得到空心(xin)(xin)的(de)(de)(de)制(zhi)品(管(guan)子和空心(xin)(xin)異型(xing)材),在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)的(de)(de)(de)模(mo)孔(kong)(kong)內(nei)必須插入芯棒。芯棒與擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)之間形成(cheng)環狀間隙(xi),此(ci)間隙(xi)的(de)(de)(de)形狀與尺(chi)(chi)寸決(jue)定著(zhu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品的(de)(de)(de)形狀與尺(chi)(chi)寸。


 在擠壓空心(xin)制(zhi)品時,利(li)用(yong)兩種方(fang)法來(lai)形(xing)成環形(xing)間(jian)隙(xi)。其一(yi),采用(yong)較長的(de)(de)芯(xin)棒(bang)狀與尺寸。此(ci)(ci)時,芯(xin)棒(bang)不僅穿(chuan)(chuan)過擠壓模,而且穿(chuan)(chuan)過整個金屬(shu)(shu)坯(pi)料;其二,環狀間(jian)隙(xi)的(de)(de)形(xing)成借(jie)助(zhu)于較短的(de)(de)芯(xin)棒(bang)來(lai)達到(dao),短芯(xin)棒(bang)被直接緊固(gu)在擠壓模專門(men)的(de)(de)橋架(舌形(xing)梁)上,或者(zhe)與擠壓模做成一(yi)個整體。對于鋼等高變形(xing)抗(kang)力(li)的(de)(de)材(cai)料,擠壓其空心(xin)制(zhi)品(鋼管及(ji)空心(xin)型材(cai))時,只能采用(yong)較長的(de)(de)芯(xin)棒(bang)形(xing)成環形(xing)間(jian)的(de)(de)方(fang)法進行(xing)擠壓。此(ci)(ci)時,根據(ju)被加工(gong)(gong)材(cai)料的(de)(de)性能,金屬(shu)(shu)坯(pi)料的(de)(de)中心(xin)孔(kong)可以(yi)通(tong)過在立式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機上直接穿(chuan)(chuan)孔(kong)得(de)到(dao),也(ye)可以(yi)通(tong)過機械加工(gong)(gong)預(yu)鉆孔(kong)后在擴(kuo)孔(kong)機上進行(xing)擴(kuo)孔(kong)后得(de)到(dao)。


 采(cai)用(yong)短芯棒(bang)(bang)來形成環狀間隙的方法(fa)(fa)進行空心制品的擠壓,當坯料推入擠壓模時,金屬流(liu)入夾(jia)持芯棒(bang)(bang)的橋(qiao)架孔中,在橋(qiao)架下(xia)面包圍著(zhu)芯棒(bang)(bang),且(qie)(qie)熔(rong)焊成管(guan)子。利(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)擠壓方法(fa)(fa),得到優質(zhi)管(guan)子的必要條件是確保變(bian)形金屬的熔(rong)焊條件,并且(qie)(qie)不能采(cai)用(yong)潤滑劑。因此,這(zhe)種(zhong)擠壓方法(fa)(fa)只(zhi)適用(yong)于擠壓溫(wen)度與變(bian)形抗力比較(jiao)低的材料,如鋁合金。


 有(you)(you)色金屬(shu)管材的(de)(de)擠(ji)壓(ya)一般都采用帶有(you)(you)內置式(shi)穿孔(kong)系統的(de)(de)擠(ji)壓(ya)機,實心(xin)坯料的(de)(de)穿孔(kong)和擠(ji)壓(ya)在(zai)同一臺擠(ji)壓(ya)機上完(wan)成,不設置專用的(de)(de)立式(shi)穿孔(kong)機。由于(yu)擠(ji)壓(ya)過程所具有(you)(you)的(de)(de)金屬(shu)流動的(de)(de)特性,采用擠(ji)壓(ya)方(fang)法可以(yi)制造用其他壓(ya)力加(jia)工方(fang)法(如軋制方(fang)法)所不能制造的(de)(de)、形狀非常復(fu)雜的(de)(de)制品(圖0-2)。


圖0-2.jpg


  擠(ji)壓過程還具(ju)有(you)很(hen)大的(de)靈(ling)活性。在現(xian)有(you)的(de)擠(ji)壓裝備上(shang),只需(xu)要更(geng)換(huan)擠(ji)壓模具(ju)的(de)個別(bie)零件(如擠(ji)壓棒材(cai)(cai)時,更(geng)換(huan)擠(ji)壓模;擠(ji)壓管(guan)材(cai)(cai)時,更(geng)換(huan)擠(ji)壓模和擠(ji)壓芯棒),其產品就可以(yi)從一種制(zhi)品轉換(huan)為(wei)另(ling)一種制(zhi)品,且更(geng)換(huan)工模具(ju)非常(chang)簡單(dan)和迅速,只需(xu)要幾分(fen)鐘就可以(yi)完成。根據德(de)國施維爾特鋼廠的(de)經驗,在8小時工作制(zhi)的(de)一個班內,擠(ji)壓15~20種不同斷(duan)面的(de)產品很(hen)容易實現(xian)。


  同(tong)時,一般(ban)當擠壓機(ji)的(de)噸(dun)位確定之后,擠壓筒的(de)規格(ge)可選(xuan)擇3~6個(ge)系列,相應的(de)擠壓坯料和(he)工模具的(de)規格(ge)也就(jiu)在(zai)3-6個(ge)系列范圍內與工模具的(de)準備比較簡單(dan)。


  因此,擠壓(ya)法(fa)(fa)對于小批(pi)量(liang)制(zhi)品的(de)(de)(de)生產是經(jing)濟而合理的(de)(de)(de),甚至當(dang)制(zhi)品的(de)(de)(de)形狀(zhuang)能夠用(yong)其他(ta)的(de)(de)(de)壓(ya)力加(jia)工(gong)方法(fa)(fa)生產時也是如此。


 擠壓(ya)(ya)過程(cheng)所特(te)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)應力(li)狀(zhuang)態為各向(xiang)不均勻的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)縮。由于工(gong)模具(ju)形狀(zhuang)、摩(mo)擦(ca)力(li)的(de)(de)(de)(de)影響與(yu)變(bian)形金屬性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)不均勻性(xing)(xing)(xing),導(dao)致在坯(pi)料(liao)金屬內(nei)除了(le)壓(ya)(ya)應力(li)以(yi)外,還(huan)會產(chan)生附加(jia)的(de)(de)(de)(de)剪應力(li)。但是研究(jiu)與(yu)生產(chan)經驗表明,在采取降低摩(mo)擦(ca)力(li)與(yu)材(cai)料(liao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)不均勻性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)措(cuo)施以(yi)及選擇形狀(zhuang)合適的(de)(de)(de)(de)工(gong)模具(ju)后,可使擠壓(ya)(ya)具(ju)有(you)(you)比其他壓(ya)(ya)力(li)加(jia)工(gong)方(fang)法(如(ru)自由鍛(duan)或軋制(zhi))更為有(you)(you)利的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)變(bian)形條件,從而提高了(le)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)變(bian)形能(neng)力(li),使擠壓(ya)(ya)法可以(yi)實現任(ren)何低塑性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)加(jia)工(gong)。并(bing)且擠壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)后的(de)(de)(de)(de)制(zhi)品(pin)內(nei)部(bu)組織致密、性(xing)(xing)(xing)能(neng)均勻。


 生(sheng)產(chan)經驗還證明,擠(ji)壓(ya)制品(pin)的(de)(de)表面質量與尺寸精度并不比熱軋制品(pin)低,有時還要高一(yi)些(xie)(表0-1)。德(de)國(guo)工廠的(de)(de)試驗表明,在同樣的(de)(de)條件下所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)產(chan)品(pin)的(de)(de)機械性能,完(wan)全在DN標準所(suo)規(gui)定的(de)(de)范(fan)圍(wei)之內,并且稍優于軋制產(chan)品(pin)。擠(ji)壓(ya)所(suo)得到的(de)(de)在制品(pin)長度方向上較高的(de)(de)抗拉強(qiang)度可能是擠(ji)壓(ya)產(chan)品(pin)一(yi)個很大(da)的(de)(de)優點(dian)。


表0-1.jpg


 石油化學(xue)工業(ye)的(de)迅速(su)發展和(he)新建熱電站用(yong)材料(liao)的(de)升級換代,需要更大量地使用(yong)各種高性能的(de)耐(nai)蝕鋼管、不銹鋼管和(he)耐(nai)熱鋼(gang)管,以及相當(dang)大一(yi)部分輕(qing)型的(de)經濟斷面(mian)異型材。這(zhe)些材料用(yong)軋制的(de)方法是(shi)很難生(sheng)產的(de),而(er)這(zhe)一(yi)領域的(de)產品只(zhi)能(neng)用(yong)擠壓法來生(sheng)產。因此,擠壓工(gong)藝技術在我國有著廣闊的(de)發展前景(jing)。