高性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)材(cai)料,普遍存在(zai)著低塑(su)性(xing)(xing)和難變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)不利(li)成(cheng)型條件(jian)。從提高材(cai)料變(bian)(bian)形(xing)能(neng)力(li)的(de)(de)角度(du)出發(fa),在(zai)擠壓過程(cheng)中,材(cai)料一直處于(yu)三向(xiang)(xiang)不均勻壓縮的(de)(de)體應力(li)狀態之下,其變(bian)(bian)形(xing)圖示(shi)呈(cheng)現為兩向(xiang)(xiang)壓縮和一向(xiang)(xiang)壓延的(de)(de)狀態。即整個變(bian)(bian)形(xing)過程(cheng)是(shi)在(zai)兩向(xiang)(xiang)強壓縮和一向(xiang)(xiang)弱壓縮條件(jian)下,按照金屬變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)最小(xiao)阻力(li)定律完(wan)成(cheng)。在(zai)這種(zhong)應力(li)狀態和變(bian)(bian)形(xing)圖示(shi)條件(jian)下,變(bian)(bian)形(xing)金屬呈(cheng)現出最大的(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)指標。這對于(yu)低塑(su)性(xing)(xing)和難變(bian)(bian)形(xing)材(cai)料的(de)(de)加(jia)工成(cheng)型是(shi)十分有利(li)的(de)(de)。
熱擠壓法(fa)可以讓采用鍛(duan)(duan)造和軋制(zhi)的方(fang)法(fa)都難以加(jia)工的低塑(su)性(xing)高合金鋼和合金以及難熔金屬材(cai)料鎢(wu)、鉬、鉭(tan)、鈮等順利(li)地(di)實現變形。也可以將這類材(cai)料在(zai)高的壓力(800~1500MPa)條件(jian)下進(jin)行預變形開(kai)坯,破(po)碎粗晶結構,提高材(cai)料塑(su)性(xing)為進(jin)一步鍛(duan)(duan)造和軋制(zhi)等再加(jia)工創造條件(jian)。
特殊治金已獲得的重大成就之一,是成功研制出在高溫下具有良好使用性能鋼管熱擠壓的新型熱強鋼和合金。這些材料由于復雜的化學成分和組織結構,同時又具有的塑性,因此難以使其成型。例如,含鉻量5%~30%的耐熱不銹鋼(gang)、高溫(wen)合金、Inconel 合金、lncoloy 合金、 Hastalloy 合金、尼莫尼克合金 Ugimet合金、Zr-2 合金,以及鎢、鉬、鉭、鈮基多種合金。這類合金在鍛軋時,難以獲得意的結果,或導致較高的消耗系數,從而影響到產品的成本。
國(guo)外一般采用熱擠壓法規模生產這(zhe)類材料的棒(bang)材、管(guan)材、扁(bian)材、方(fang)材和異型材。如美國(guo)亭廷頓國(guo)際公(gong)司( Huntington Internationa),用4000噸擠壓機為(wei)制(zhi)造(zao)業、造(zao)船(chuan)業和其(qi)(qi)他工業技術部門(men)提供蒙(meng)乃爾( Monel)合(he)金、 Inconel合(he)金管(guan)材和其(qi)(qi)他鎳基合(he)金管(guan)材。
美國柯(ke)蒂斯·萊(lai)特(te)( Curtiss Wright)公司,采用(yong)鉬、鋯、鈹擠(ji)壓成管子、扁(bian)材、棒材、方材。1958年又安裝了(le)10800噸壓機(ji)(ji)生產(chan)制(zhi)造飛機(ji)(ji)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)用(yong)的(de)(de)各種材料(liao)的(de)(de)零件和(he)型材,口徑為90mm的(de)(de)階梯形炮(pao)筒,重(zhong)(zhong)(zhong)量達2噸的(de)(de)鋼(gang)管和(he)每米(mi)重(zhong)(zhong)(zhong)49~130kg的(de)(de)型材。1961年,18000噸的(de)(de)框架式(shi)(shi)立式(shi)(shi)擠(ji)壓機(ji)(ji)投(tou)產(chan),生產(chan)單重(zhong)(zhong)(zhong)為13.5噸的(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)和(he)單重(zhong)(zhong)(zhong)達2.7噸的(de)(de)變截面的(de)(de)鉻鎳鋼(gang)的(de)(de)噴氣式(shi)(shi)飛機(ji)(ji)發(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)軸。采用(yong)立式(shi)(shi)擠(ji)壓機(ji)(ji)的(de)(de)好處是加工制(zhi)品(pin)(pin)時(shi),既進行(xing)了(le)體積沖壓,同(tong)時(shi)又進行(xing)了(le)垂(chui)直擠(ji)壓,制(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)定中心比較精準。
英國建成的(de)5臺臥(wo)式(shi)液(ye)壓(ya)擠(ji)壓(ya)機(ji),用于專門(men)生產(chan)鎳基合金(jin)產(chan)品。其中4000噸(dun)和6000噸(dun)立式(shi)擠(ji)壓(ya)機(ji)各1臺,由德國施勞曼公司制造;2000噸(dun)和5000噸(dun)臥(wo)式(shi)擠(ji)壓(ya)機(ji)各1臺,由勞威公司制造;另(ling)1臺噸(dun)位為3500噸(dun)的(de)臥(wo)式(shi)擠(ji)壓(ya)機(ji)由菲(fei)爾汀公司提供。
英(ying)國著(zhu)名的(de)(de)(de)國際鎳(nie)公(gong)司亨利(li)·維金的(de)(de)(de)一個(ge)工廠安裝有3500噸和(he)5000噸臥式擠壓機各(ge)1臺(tai),用于生產直徑(jing)為φ13~127mm的(de)(de)(de)鎳(nie)合金圓棒(bang),36mm×6mm~20mm×7.7mm的(de)(de)(de)扁材和(he)直徑(jing)為41mm-216mm的(de)(de)(de)鎳(nie)及(ji)其合金管(guan)子,以及(ji)制造圓環和(he)數百種(zhong)(zhong)規(gui)格的(de)(de)(de)透平葉片等各(ge)種(zhong)(zhong)異型材。
英國菲爾汀公司專門為(wei)(wei)高溫合金的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)設(she)計制(zhi)造了專用的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji),考(kao)慮了有溫合金擠(ji)(ji)壓(ya)時的(de)(de)各種有關工(gong)藝(yi)要求。擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)結構可以按照規(gui)定的(de)(de)工(gong)藝(yi)程(cheng)序(xu)進(jin)行擠(ji)(ji)壓(ya),并且程(cheng)序(xu)被記錄在(zai)穿(chuan)孔卡片上(shang),放置在(zai)由(you)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)自動(dong)控制(zhi)的(de)(de)電(dian)子系統在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)上(shang)精確地(di)按擠(ji)(ji)壓(ya)速度為(wei)(wei) 3.8mm~76.2mm/s 擠(ji)(ji)壓(ya)型材,隨(sui)后被彎(wan)成(cheng)圓環并焊接其端部,作為(wei)(wei)飛機(ji)(ji)噴氣(qi)發動(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)零件,以達到最(zui)小(xiao)的(de)(de)機(ji)(ji)械加工(gong)量。

