金屬(shu)(shu)壓(ya)(ya)(ya)力加工(gong)時,坯(pi)料在高壓(ya)(ya)(ya)下(xia)從封閉的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)內通(tong)過擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)的模(mo)(mo)孔流(liu)(liu)出而得到制(zhi)品,這種壓(ya)(ya)(ya)力加工(gong)過程稱為(wei)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過程可以采(cai)用兩(liang)種方法來實現:正擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)和反擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)。正擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時,金屬(shu)(shu)坯(pi)料被(bei)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿通(tong)過擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊推著,整個坯(pi)料金屬(shu)(shu)向(xiang)(xiang)緊(jin)固在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)前(qian)部的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)方向(xiang)(xiang)流(liu)(liu)動(dong)(dong)。反擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時,金屬(shu)(shu)坯(pi)料保(bao)持不動(dong)(dong),而由(you)于擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)內朝著金屬(shu)(shu)坯(pi)料移(yi)動(dong)(dong)的結果產生金屬(shu)(shu)流(liu)(liu)動(dong)(dong)。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)方法及工(gong)模(mo)(mo)具配置如圖0-1所示。

采(cai)用這(zhe)兩種(zhong)方(fang)法擠壓(ya)(ya)時,擠壓(ya)(ya)制(zhi)品(pin)橫截面的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)決(jue)定于金屬流動所通過的(de)擠壓(ya)(ya)模模孔(kong)的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)。因此,為(wei)了(le)得(de)到實心(xin)截面的(de)制(zhi)品(pin),擠壓(ya)(ya)模的(de)模孔(kong)要給予相應的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)。為(wei)了(le)得(de)到空心(xin)的(de)制(zhi)品(pin)(管子和空心(xin)異(yi)型材),在擠壓(ya)(ya)模的(de)模孔(kong)內必須插入(ru)芯棒。芯棒與(yu)(yu)擠壓(ya)(ya)模之間(jian)(jian)形(xing)成環(huan)狀(zhuang)(zhuang)間(jian)(jian)隙,此間(jian)(jian)隙的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)決(jue)定著擠壓(ya)(ya)制(zhi)品(pin)的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)。
在(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)空(kong)心(xin)制品(pin)(pin)時,利用(yong)兩種方(fang)法來形(xing)成環(huan)形(xing)間隙(xi)。其一,采(cai)用(yong)較(jiao)長(chang)的(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)狀與(yu)尺寸。此時,芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)不僅穿(chuan)過擠壓(ya)(ya)(ya)模,而且穿(chuan)過整(zheng)個(ge)金屬坯料(liao);其二(er),環(huan)狀間隙(xi)的(de)(de)形(xing)成借助(zhu)于較(jiao)短(duan)的(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)來達(da)到(dao),短(duan)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)被直接緊固在(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)模專門的(de)(de)橋架(jia)(舌形(xing)梁)上,或者(zhe)與(yu)擠壓(ya)(ya)(ya)模做成一個(ge)整(zheng)體。對于鋼等高變(bian)形(xing)抗力(li)的(de)(de)材料(liao),擠壓(ya)(ya)(ya)其空(kong)心(xin)制品(pin)(pin)(鋼管及空(kong)心(xin)型材)時,只(zhi)能采(cai)用(yong)較(jiao)長(chang)的(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)形(xing)成環(huan)形(xing)間的(de)(de)方(fang)法進行擠壓(ya)(ya)(ya)。此時,根據被加工材料(liao)的(de)(de)性能,金屬坯料(liao)的(de)(de)中心(xin)孔(kong)可以(yi)通(tong)過在(zai)立式穿(chuan)孔(kong)機上直接穿(chuan)孔(kong)得到(dao),也可以(yi)通(tong)過機械加工預(yu)鉆(zhan)孔(kong)后在(zai)擴(kuo)孔(kong)機上進行擴(kuo)孔(kong)后得到(dao)。
采(cai)用(yong)短(duan)芯(xin)(xin)棒(bang)來形(xing)成環狀間隙的(de)(de)(de)方法進行空心制品的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya),當坯料推入擠(ji)壓(ya)模時(shi),金(jin)屬流入夾持芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)橋架孔中,在橋架下面包圍著芯(xin)(xin)棒(bang),且熔(rong)焊(han)(han)成管子。利(li)用(yong)這種擠(ji)壓(ya)方法,得(de)到優質管子的(de)(de)(de)必要條(tiao)件是(shi)確(que)保變(bian)形(xing)金(jin)屬的(de)(de)(de)熔(rong)焊(han)(han)條(tiao)件,并且不(bu)能采(cai)用(yong)潤滑劑。因此,這種擠(ji)壓(ya)方法只適用(yong)于擠(ji)壓(ya)溫度與變(bian)形(xing)抗力比較低的(de)(de)(de)材料,如鋁合金(jin)。
有色金屬(shu)管材的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)一般都采用(yong)帶有內置式穿(chuan)孔系統(tong)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),實(shi)心坯料的(de)(de)穿(chuan)孔和擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)在同一臺擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)上完成,不(bu)設置專用(yong)的(de)(de)立式穿(chuan)孔機(ji)。由于擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過程所具有的(de)(de)金屬(shu)流動的(de)(de)特(te)性,采用(yong)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)方(fang)法(fa)可以制(zhi)(zhi)造用(yong)其他壓(ya)(ya)(ya)(ya)力加工方(fang)法(fa)(如軋制(zhi)(zhi)方(fang)法(fa))所不(bu)能制(zhi)(zhi)造的(de)(de)、形狀(zhuang)非常復雜的(de)(de)制(zhi)(zhi)品(圖0-2)。

擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)過程(cheng)還具(ju)有(you)很大的靈活性。在現有(you)的擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)裝備上,只需要(yao)更換(huan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模(mo)(mo)(mo)具(ju)的個別零件(如擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)棒(bang)材(cai)時(shi)(shi),更換(huan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模(mo)(mo)(mo);擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)管材(cai)時(shi)(shi),更換(huan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模(mo)(mo)(mo)和擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)芯(xin)棒(bang)),其產品就可(ke)以從一種(zhong)制品轉換(huan)為(wei)另(ling)一種(zhong)制品,且(qie)更換(huan)工(gong)模(mo)(mo)(mo)具(ju)非常簡單和迅(xun)速,只需要(yao)幾分(fen)鐘就可(ke)以完成。根據(ju)德國(guo)施維爾特鋼(gang)廠的經驗,在8小(xiao)時(shi)(shi)工(gong)作(zuo)制的一個班內,擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)15~20種(zhong)不同斷面的產品很容易實(shi)現。
同時,一般(ban)當擠(ji)(ji)壓(ya)機的(de)噸位確(que)定之后,擠(ji)(ji)壓(ya)筒的(de)規格(ge)可選(xuan)擇3~6個(ge)系列(lie),相(xiang)應的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)坯料和工(gong)模具的(de)規格(ge)也(ye)就在3-6個(ge)系列(lie)范圍內與工(gong)模具的(de)準(zhun)備比較簡單。
因此,擠壓(ya)法(fa)對于小批量制品的(de)生產是經濟(ji)而合理的(de),甚至當制品的(de)形狀能(neng)夠用其他的(de)壓(ya)力加工方法(fa)生產時也是如此。
擠(ji)(ji)壓過程所特有的應(ying)力(li)狀(zhuang)態為(wei)各向不(bu)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)的壓縮(suo)。由于工(gong)模具形狀(zhuang)、摩擦(ca)力(li)的影響與(yu)(yu)變形金(jin)屬(shu)性(xing)(xing)能(neng)的不(bu)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)性(xing)(xing),導致在(zai)坯料金(jin)屬(shu)內除了壓應(ying)力(li)以外,還會產(chan)生附加的剪應(ying)力(li)。但(dan)是研究與(yu)(yu)生產(chan)經驗表明,在(zai)采取降低摩擦(ca)力(li)與(yu)(yu)材料性(xing)(xing)能(neng)不(bu)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)性(xing)(xing)的措(cuo)施(shi)以及(ji)選(xuan)擇形狀(zhuang)合適的工(gong)模具后(hou)(hou),可使擠(ji)(ji)壓具有比其他(ta)壓力(li)加工(gong)方法(如自由鍛或軋制)更為(wei)有利的塑性(xing)(xing)變形條件,從而提高(gao)了材料的變形能(neng)力(li),使擠(ji)(ji)壓法可以實現任何低塑性(xing)(xing)材料的壓力(li)加工(gong)。并(bing)且擠(ji)(ji)壓加工(gong)后(hou)(hou)的制品內部組織致密、性(xing)(xing)能(neng)均(jun)(jun)(jun)勻(yun)。
生(sheng)產(chan)(chan)(chan)經驗還(huan)(huan)證(zheng)明(ming),擠(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)品的(de)(de)(de)表面(mian)質量與尺寸精度并不比熱軋制(zhi)品低,有(you)時(shi)還(huan)(huan)要高一些(表0-1)。德(de)國工廠的(de)(de)(de)試驗表明(ming),在同樣的(de)(de)(de)條件下(xia)所(suo)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)產(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)(de)機(ji)械性能(neng),完(wan)全(quan)在DN標準所(suo)規(gui)定的(de)(de)(de)范(fan)圍之內,并且稍(shao)優(you)(you)于軋制(zhi)產(chan)(chan)(chan)品。擠(ji)壓(ya)(ya)所(suo)得到(dao)的(de)(de)(de)在制(zhi)品長度方向上較高的(de)(de)(de)抗拉強度可能(neng)是擠(ji)壓(ya)(ya)產(chan)(chan)(chan)品一個很(hen)大的(de)(de)(de)優(you)(you)點。

石油(you)化學工業的迅速發展和(he)新(xin)建熱電站用材料的升級(ji)換(huan)代,需要更(geng)大量地使用各(ge)種高性能的耐蝕鋼(gang)管(guan)、不銹鋼管(guan)和耐熱鋼管,以及相當大一部分輕型(xing)的(de)(de)(de)經濟斷面異型(xing)材。這(zhe)些材料用(yong)軋制的(de)(de)(de)方法(fa)是很難生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de),而這(zhe)一領域的(de)(de)(de)產(chan)品只能(neng)用(yong)擠(ji)壓法(fa)來生(sheng)(sheng)產(chan)。因此,擠(ji)壓工(gong)藝技術在我國有著廣闊(kuo)的(de)(de)(de)發展前景。

