鋼鐵材料的擠(ji)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(ji)壓
從金(jin)屬(shu)學(xue)的(de)(de)概念出發,冷(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)應(ying)定義為(wei)溫(wen)度(du)低于回復溫(wen)度(du)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya),而(er)對于鋁、銅(tong)、鈦等(deng)大(da)多數有(you)色(se)金(jin)屬(shu)以及鋼(gang)鐵(tie)(tie)材料,通常所(suo)說的(de)(de)冷(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)一(yi)般是指在室(shi)溫(wen)下的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)。鋼(gang)鐵(tie)(tie)材料的(de)(de)冷(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)主要(yao)用于零件(jian)的(de)(de)直接成(cheng)(cheng)型或近(jin)凈形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)型,具有(you)節(jie)約原材料、制(zhi)(zhi)品尺寸精(jing)度(du)高(gao)、表面質量(liang)好、強度(du)高(gao)、生產率高(gao)等(deng)優(you)點。適合于冷(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)材料應(ying)具有(you)較(jiao)(jiao)好的(de)(de)塑性(xing)、較(jiao)(jiao)低的(de)(de)加工硬化能(neng)(neng)力,例(li)如(ru)中低碳鋼(gang)、低合金(jin)鋼(gang)等(deng)。鎳含(han)量(liang)比(bi)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)鋼(gang)一(yi)般不采用冷(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)進行成(cheng)(cheng)型。冷(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)坯料的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與尺寸主要(yao)根據成(cheng)(cheng)型件(jian)的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)與尺寸、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)成(cheng)(cheng)型工藝來(lai)確定。確定坯料形(xing)(xing)狀(zhuang)的(de)(de)主要(yao)原則為(wei):形(xing)(xing)狀(zhuang)盡可(ke)能(neng)(neng)簡(jian)單,所(suo)需成(cheng)(cheng)型工序盡可(ke)能(neng)(neng)少,有(you)利(li)于獲得均勻的(de)(de)金(jin)屬(shu)流動和均勻性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)制(zhi)(zhi)品。冷(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)前的(de)(de)坯料一(yi)般需要(yao)經過(guo)退火(huo)處理和潤滑(hua)處理。冷(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)程(cheng)(cheng)度(du)遠遠低于相應(ying)的(de)(de)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)變(bian)形(xing)(xing)程(cheng)(cheng)度(du)。
二、溫擠(ji)壓(ya)
擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度(du)(du)(du)低(di)于(yu)再結晶溫(wen)度(du)(du)(du)而高于(yu)回復(fu)溫(wen)度(du)(du)(du)時(shi)的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)稱為溫(wen)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)。在溫(wen)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過程中,被擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)金屬(shu)的(de)變形(xing)抗力低(di),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)能(neng)(neng)耗下降(jiang);模(mo)(mo)具(ju)磨損減輕、壽命提(ti)高;道次變形(xing)量(liang)大,可以減少成(cheng)型工序;金屬(shu)可成(cheng)型性提(ti)高,有利于(yu)成(cheng)型形(xing)狀較為復(fu)雜的(de)制品;可用于(yu)冷(leng)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)難加工材料的(de)零(ling)部件成(cheng)型。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度(du)(du)(du)對(dui)于(yu)溫(wen)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)來說十分重要(yao),選(xuan)擇擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度(du)(du)(du),主要(yao)應綜合考慮(lv)產品的(de)性能(neng)(neng)、形(xing)狀與尺寸精度(du)(du)(du)、表(biao)面質量(liang)、工模(mo)(mo)具(ju)強度(du)(du)(du)、設備能(neng)(neng)力等因素。表(biao)1-1為各種材料的(de)溫(wen)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度(du)(du)(du)范圍。
潤(run)滑(hua)是溫擠壓的(de)(de)(de)重要工藝環節,對制品的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)質量、尺(chi)寸精度、擠壓能耗、模具壽命均有重要影響,潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)好壞甚至(zhi)直接(jie)影響成型加工的(de)(de)(de)可(ke)行性。對溫擠壓用潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)(de)主要要求如下:
(1) 耐(nai)高壓(ya),可以承受(shou)2000MPa以上的壓(ya)力作用。
(2) 在擠壓溫(wen)度范圍內具有足夠(gou)的黏性(xing)(xing)和較強的表面吸附能力、較好的流動(dong)性(xing)(xing)能。
(3) 盡可(ke)能低的摩擦(ca)系數。
(4) 良好(hao)的高溫穩定性,要(yao)求在(zai)800℃以下的溫度范圍內不產生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應。
(5) 良好(hao)的抗金屬質點黏附性(xing)能。
三、熱擠壓(ya)
熱(re)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)是在再結晶溫(wen)度以上的(de)溫(wen)度條件下的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)。鋼鐵(tie)材料(liao)(liao)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)成型(xing)技術(shu)取(qu)得(de)飛躍發(fa)展是在1941年法(fa)國的(de)J.Sejournet 發(fa)明了玻璃潤(run)滑劑擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)之后。鋼鐵(tie)材料(liao)(liao)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時,在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)溫(wen)度、擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力、擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)速度、潤(run)滑條件與方(fang)式等方(fang)面(mian),與鋁及鋁合(he)金、銅及銅合(he)金等有(you)色金屬的(de)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)相比,具有(you)如(ru)下特點:
(1) 擠壓溫度(du)高(gao),通(tong)常在(zai)1000~1250℃。
(2) 擠(ji)壓壓力高,工模具工作條件惡劣。
(3) 為了防止擠壓過程(cheng)中工模具過度(du)升(sheng)溫而影(ying)響其強度(du),通(tong)常選用(yong)快速(su)擠壓。
(4) 為了確保高溫潤滑性能,一般采(cai)用玻璃(li)潤滑劑熱擠壓(ya)(ya),擠壓(ya)(ya)完成后需對制(zhi)品進行脫出玻璃(li)處理。
(5) 良好的玻璃潤滑劑可以使金屬流動均(jun)勻性大為(wei)改善(shan)。
鋼鐵材(cai)料(liao)(liao)熱擠(ji)壓(ya)中,擠(ji)壓(ya)模、芯(xin)桿、擠(ji)壓(ya)筒、擠(ji)壓(ya)墊片(pian)等工模具(ju)的(de)工作條件十分(fen)惡劣。用(yong)作工模具(ju)的(de)材(cai)料(liao)(liao),既要求具(ju)有高強度(du),又要求具(ju)有優良的(de)耐(nai)高溫、耐(nai)磨損性能。實(shi)際(ji)生(sheng)產中所(suo)用(yong)的(de)工模具(ju)材(cai)料(liao)(liao)主要有H13(美(mei)國)、SKD61、SKD62、SKD6(日本)、2Cr2W8V(中國)。由于以上特點(dian),鋼鐵材(cai)料(liao)(liao)的(de)熱擠(ji)壓(ya)生(sheng)產成本要比鋁(lv)合(he)金(jin)及銅合(he)金(jin)的(de)高得多。

