金(jin)屬(shu)(shu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)加(jia)工(gong)時,坯料(liao)(liao)在高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)下從封閉的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒內通過(guo)(guo)(guo)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)的(de)模(mo)孔流(liu)(liu)出而得到(dao)制品(pin),這種壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)加(jia)工(gong)過(guo)(guo)(guo)程稱為擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過(guo)(guo)(guo)程可以采用兩(liang)種方(fang)法(fa)來實(shi)現(xian):正擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)和反擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)。正擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時,金(jin)屬(shu)(shu)坯料(liao)(liao)被擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿通過(guo)(guo)(guo)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊推著,整(zheng)個(ge)坯料(liao)(liao)金(jin)屬(shu)(shu)向(xiang)緊固(gu)在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒前部的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)方(fang)向(xiang)流(liu)(liu)動(dong)。反擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時,金(jin)屬(shu)(shu)坯料(liao)(liao)保持不動(dong),而由于(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒內朝著金(jin)屬(shu)(shu)坯料(liao)(liao)移動(dong)的(de)結果產(chan)生(sheng)金(jin)屬(shu)(shu)流(liu)(liu)動(dong)。擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)方(fang)法(fa)及工(gong)模(mo)具配(pei)置如圖(tu)0-1所示。

采(cai)用這兩種(zhong)方(fang)法(fa)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品(pin)(pin)橫截(jie)面的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與尺(chi)寸(cun)(cun)決定(ding)(ding)于金屬(shu)流動所通過的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)模(mo)(mo)孔的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與尺(chi)寸(cun)(cun)。因此,為了得(de)到實心(xin)截(jie)面的(de)制(zhi)品(pin)(pin),擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)的(de)模(mo)(mo)孔要給予(yu)相(xiang)應的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與尺(chi)寸(cun)(cun)。為了得(de)到空心(xin)的(de)制(zhi)品(pin)(pin)(管(guan)子(zi)和空心(xin)異型材),在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)的(de)模(mo)(mo)孔內(nei)必須插入芯棒。芯棒與擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)之間(jian)形(xing)成環(huan)狀(zhuang)(zhuang)間(jian)隙,此間(jian)隙的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與尺(chi)寸(cun)(cun)決定(ding)(ding)著擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品(pin)(pin)的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)與尺(chi)寸(cun)(cun)。
在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)空心制品時,利用(yong)兩種(zhong)方法來形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)環(huan)形(xing)間(jian)隙。其一,采(cai)用(yong)較(jiao)長(chang)的(de)芯(xin)棒(bang)狀(zhuang)與尺(chi)寸。此時,芯(xin)棒(bang)不僅(jin)穿過擠(ji)(ji)壓(ya)模,而且穿過整個(ge)金屬坯(pi)料;其二,環(huan)狀(zhuang)間(jian)隙的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)借(jie)助于(yu)較(jiao)短的(de)芯(xin)棒(bang)來達(da)到,短芯(xin)棒(bang)被直接(jie)緊固(gu)在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)模專門的(de)橋(qiao)架(舌形(xing)梁)上,或者(zhe)與擠(ji)(ji)壓(ya)模做(zuo)成(cheng)(cheng)(cheng)一個(ge)整體。對于(yu)鋼等高(gao)變形(xing)抗力的(de)材(cai)(cai)料,擠(ji)(ji)壓(ya)其空心制品(鋼管及(ji)空心型材(cai)(cai))時,只能采(cai)用(yong)較(jiao)長(chang)的(de)芯(xin)棒(bang)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)環(huan)形(xing)間(jian)的(de)方法進(jin)行擠(ji)(ji)壓(ya)。此時,根據被加工材(cai)(cai)料的(de)性能,金屬坯(pi)料的(de)中心孔(kong)(kong)可(ke)以(yi)通(tong)過在(zai)立(li)式穿孔(kong)(kong)機上直接(jie)穿孔(kong)(kong)得(de)到,也可(ke)以(yi)通(tong)過機械加工預鉆孔(kong)(kong)后在(zai)擴孔(kong)(kong)機上進(jin)行擴孔(kong)(kong)后得(de)到。
采(cai)用(yong)(yong)短芯棒(bang)來(lai)形成環狀間隙的(de)方(fang)法進行(xing)空(kong)心制品的(de)擠(ji)壓(ya),當坯(pi)料推入擠(ji)壓(ya)模時,金屬(shu)流入夾(jia)持芯棒(bang)的(de)橋架孔(kong)中,在橋架下面包圍著芯棒(bang),且熔(rong)焊成管子。利(li)用(yong)(yong)這(zhe)種擠(ji)壓(ya)方(fang)法,得到優質管子的(de)必要條(tiao)件(jian)是確保(bao)變(bian)形金屬(shu)的(de)熔(rong)焊條(tiao)件(jian),并且不能采(cai)用(yong)(yong)潤滑劑。因此(ci),這(zhe)種擠(ji)壓(ya)方(fang)法只適用(yong)(yong)于(yu)擠(ji)壓(ya)溫度(du)與變(bian)形抗力比(bi)較低的(de)材料,如鋁(lv)合金。
有(you)色金(jin)屬(shu)管材的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)一(yi)般都采(cai)(cai)用(yong)帶(dai)有(you)內(nei)置式穿孔(kong)系統的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機,實(shi)心坯料的穿孔(kong)和擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)在同一(yi)臺擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機上完成,不設置專用(yong)的立式穿孔(kong)機。由于擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)過程所具(ju)有(you)的金(jin)屬(shu)流動(dong)的特性,采(cai)(cai)用(yong)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)方(fang)法(fa)可以制(zhi)造(zao)用(yong)其他壓(ya)(ya)(ya)力加工方(fang)法(fa)(如軋制(zhi)方(fang)法(fa))所不能制(zhi)造(zao)的、形狀非常復雜的制(zhi)品(圖(tu)0-2)。

擠壓(ya)(ya)過程還具(ju)有很(hen)大的(de)靈(ling)活(huo)性。在現有的(de)擠壓(ya)(ya)裝備上,只(zhi)需(xu)要更(geng)換(huan)擠壓(ya)(ya)模(mo)具(ju)的(de)個(ge)別零件(如擠壓(ya)(ya)棒材(cai)時,更(geng)換(huan)擠壓(ya)(ya)模(mo);擠壓(ya)(ya)管材(cai)時,更(geng)換(huan)擠壓(ya)(ya)模(mo)和擠壓(ya)(ya)芯棒),其產品就可(ke)以從(cong)一種(zhong)制(zhi)品轉換(huan)為另一種(zhong)制(zhi)品,且更(geng)換(huan)工模(mo)具(ju)非(fei)常簡單(dan)和迅(xun)速,只(zhi)需(xu)要幾分鐘就可(ke)以完成。根據德國施(shi)維爾特(te)鋼廠的(de)經驗(yan),在8小時工作制(zhi)的(de)一個(ge)班(ban)內,擠壓(ya)(ya)15~20種(zhong)不同斷面的(de)產品很(hen)容易實現。
同(tong)時,一般當擠壓(ya)機的(de)噸位確(que)定之后,擠壓(ya)筒(tong)的(de)規格(ge)可選擇3~6個系列(lie)(lie),相應的(de)擠壓(ya)坯(pi)料(liao)和工模(mo)具的(de)規格(ge)也就在3-6個系列(lie)(lie)范圍內與工模(mo)具的(de)準(zhun)備(bei)比(bi)較簡單。
因(yin)此(ci),擠壓(ya)法對于(yu)小批(pi)量制(zhi)(zhi)品的(de)生產(chan)是經濟而(er)合理(li)的(de),甚至當制(zhi)(zhi)品的(de)形(xing)狀能夠用(yong)其(qi)他的(de)壓(ya)力加工方(fang)法生產(chan)時也(ye)是如此(ci)。
擠(ji)壓(ya)過程所特有(you)的(de)應力(li)狀態為各向不(bu)均勻(yun)的(de)壓(ya)縮。由(you)于工(gong)模具(ju)(ju)形狀、摩擦(ca)力(li)的(de)影響與(yu)變(bian)形金屬性(xing)能的(de)不(bu)均勻(yun)性(xing),導致(zhi)在坯(pi)料(liao)(liao)金屬內除了壓(ya)應力(li)以(yi)外,還會產生附(fu)加(jia)的(de)剪應力(li)。但是研究與(yu)生產經驗表明,在采(cai)取降低摩擦(ca)力(li)與(yu)材(cai)料(liao)(liao)性(xing)能不(bu)均勻(yun)性(xing)的(de)措施以(yi)及選擇形狀合適(shi)的(de)工(gong)模具(ju)(ju)后(hou),可使擠(ji)壓(ya)具(ju)(ju)有(you)比其(qi)他壓(ya)力(li)加(jia)工(gong)方法(fa)(fa)(如自由(you)鍛或軋制)更為有(you)利的(de)塑性(xing)變(bian)形條件,從而提高了材(cai)料(liao)(liao)的(de)變(bian)形能力(li),使擠(ji)壓(ya)法(fa)(fa)可以(yi)實現(xian)任何低塑性(xing)材(cai)料(liao)(liao)的(de)壓(ya)力(li)加(jia)工(gong)。并(bing)且(qie)擠(ji)壓(ya)加(jia)工(gong)后(hou)的(de)制品內部(bu)組織致(zhi)密、性(xing)能均勻(yun)。
生產(chan)經驗還證(zheng)明,擠壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)表面質量與尺寸(cun)精度(du)并不比熱軋制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)(pin)低(di),有(you)時還要高一些(表0-1)。德(de)國工廠的(de)(de)試驗表明,在同樣(yang)的(de)(de)條件下所(suo)(suo)生產(chan)的(de)(de)擠壓(ya)產(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)機械(xie)性能,完全在DN標準所(suo)(suo)規定(ding)的(de)(de)范圍之(zhi)內,并且稍優于軋制(zhi)(zhi)產(chan)品(pin)(pin)(pin)。擠壓(ya)所(suo)(suo)得到的(de)(de)在制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)(pin)長度(du)方向(xiang)上(shang)較高的(de)(de)抗拉強度(du)可能是擠壓(ya)產(chan)品(pin)(pin)(pin)一個很大的(de)(de)優點(dian)。

石油化學工業的(de)迅速發(fa)展(zhan)和新建熱電站(zhan)用(yong)材料的(de)升級換代,需要更大量地使用(yong)各(ge)種高性能的(de)耐(nai)蝕鋼(gang)管、不銹鋼管(guan)和耐熱鋼管,以及相(xiang)當大一(yi)部分輕型(xing)的經濟斷面異型(xing)材。這(zhe)(zhe)些(xie)材料用軋制的方法是很難生產(chan)的,而(er)這(zhe)(zhe)一(yi)領域的產(chan)品只能用擠壓法來(lai)生產(chan)。因(yin)此(ci),擠壓工藝技(ji)術在我國有(you)著(zhu)廣闊(kuo)的發(fa)展(zhan)前景。

