根據擠(ji)(ji)壓筒內金屬的(de)應力(li)應變(bian)狀態(tai)(tai)、擠(ji)(ji)壓方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、潤滑狀態(tai)(tai)、擠(ji)(ji)壓溫度(du)、擠(ji)(ji)壓速度(du)、工模(mo)具(ju)的(de)種類和結構、坯料(liao)的(de)形狀或(huo)數目(mu)、制品(pin)的(de)形狀或(huo)數目(mu)等的(de)不(bu)同,擠(ji)(ji)壓的(de)分類方(fang)法(fa)也(ye)不(bu)同。各種分類方(fang)法(fa)如(ru)圖1-1所示(shi)。這些(xie)分類方(fang)法(fa)并(bing)非(fei)一(yi)成不(bu)變(bian),許多分類方(fang)法(fa)可以作為另一(yi)種分類方(fang)法(fa)的(de)細分。例(li)如(ru),當按照(zhao)擠(ji)(ji)壓方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)來分時,一(yi)般認為有正(zheng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)擠(ji)(ji)壓、反向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)擠(ji)(ji)壓、側(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)擠(ji)(ji)壓三種,而(er)正(zheng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)擠(ji)(ji)壓、反向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)擠(ji)(ji)壓又可以按照(zhao)變(bian)形特征進一(yi)步分為平面變(bian)形擠(ji)(ji)壓、軸對稱變(bian)形擠(ji)(ji)壓、一(yi)般三維(wei)變(bian)形擠(ji)(ji)壓等。
一、擠壓加(jia)工的特點
1. 提高金屬的變(bian)形能力
金(jin)屬在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)變(bian)形區處于(yu)強烈的三向(xiang)壓(ya)(ya)(ya)(ya)應力(li)狀態,可以充分發揮其塑(su)性,獲(huo)得(de)大變(bian)形量。例如,純鋁的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比(擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒斷(duan)面(mian)積與制(zhi)品(pin)斷(duan)面(mian)積之比)可以達(da)到500,純銅的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比可達(da)400,鋼的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比可達(da)40~50.對于(yu)一些采用(yong)軋制(zhi)、鍛壓(ya)(ya)(ya)(ya)等方法加工(gong)困難(nan)乃至(zhi)不能加工(gong)的低塑(su)性難(nan)變(bian)形金(jin)屬和合金(jin),甚至(zhi)有(you)如鑄鐵一類脆性材料,也(ye)可以采用(yong)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)法進(jin)行(xing)加工(gong)。
2. 制品綜合質量高(gao)
擠(ji)壓(ya)變形可以(yi)(yi)改善金(jin)屬材料(liao)的(de)(de)組(zu)織(zhi),提高(gao)其(qi)力(li)學(xue)性能(neng),特別是對于一些(xie)具有擠(ji)壓(ya)效應(ying)的(de)(de)鋁合(he)(he)金(jin),其(qi)擠(ji)壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)在(zai)淬火后時效,縱向(xiang)(擠(ji)壓(ya)方向(xiang))力(li)學(xue)性能(neng)遠高(gao)于其(qi)他加(jia)工(gong)方法(fa)生(sheng)產(chan)的(de)(de)同類產(chan)品(pin)。對于某些(xie)需要(yao)采(cai)用(yong)軋制(zhi)(zhi)、鍛(duan)(duan)造進(jin)行加(jia)工(gong)的(de)(de)材料(liao),例如鈦合(he)(he)金(jin)、LF6、LC4、MB15鍛(duan)(duan)件,擠(ji)壓(ya)法(fa)還常被用(yong)作(zuo)鑄錠的(de)(de)開坯(pi),以(yi)(yi)改善材料(liao)的(de)(de)組(zu)織(zhi),提高(gao)其(qi)塑性。與軋制(zhi)(zhi)、鍛(duan)(duan)造等(deng)加(jia)工(gong)方法(fa)相(xiang)比,擠(ji)壓(ya)制(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)尺(chi)寸精(jing)(jing)度高(gao)、表(biao)面質量好(hao)。隨著擠(ji)壓(ya)技(ji)術的(de)(de)進(jin)步、工(gong)藝(yi)水平的(de)(de)提高(gao)和(he)模具設計與制(zhi)(zhi)造技(ji)術的(de)(de)進(jin)步,現已可以(yi)(yi)生(sheng)產(chan)壁厚0.3~0.5mm、尺(chi)寸精(jing)(jing)度達±(0.05~0.1)mm的(de)(de)超(chao)小型(xing)高(gao)精(jing)(jing)密空心(xin)型(xing)材。
3. 產品范圍廣
擠壓加工(gong)不(bu)但可以生(sheng)產斷(duan)面形狀簡單(dan)的(de)(de)管、棒、線(xian)材(cai)(cai),而且(qie)還可以生(sheng)產斷(duan)面形狀非常復雜(za)的(de)(de)實心和(he)空心型(xing)(xing)材(cai)(cai)、制品斷(duan)面沿長度方向(xiang)分階(jie)段(duan)變化(hua)的(de)(de)和(he)逐(zhu)漸變化(hua)的(de)(de)變斷(duan)面型(xing)(xing)材(cai)(cai),其中許多斷(duan)面形狀的(de)(de)制品是其他塑性加工(gong)方法所無(wu)法成型(xing)(xing)的(de)(de)。擠壓制品的(de)(de)尺寸范(fan)圍也非常廣,如從斷(duan)面外接圓直徑達500~1000mm的(de)(de)超(chao)大型(xing)(xing)管材(cai)(cai),到斷(duan)面尺寸有如火柴棒大小的(de)(de)超(chao)小型(xing)(xing)精密型(xing)(xing)材(cai)(cai)。
4. 生產靈活(huo)性(xing)大
擠壓加(jia)工具(ju)有很大的靈活性,只需要更(geng)換模具(ju)就可以擠壓成型。在(zai)同(tong)一臺設備上生(sheng)產(chan)形(xing)狀、尺寸規格(ge)和(he)品種不同(tong)的產(chan)品,且更(geng)換模具(ju)的操作簡單(dan)方便、費時少、效率高。
5. 工藝流程簡單、設備(bei)投資少
相對于(yu)穿孔軋制、孔型軋制等(deng)管材(cai)與型材(cai)生(sheng)產工藝,擠壓生(sheng)產具有(you)工藝流程短(duan)、設備數量與投資少等(deng)優點(dian)。
二、擠壓加工的缺點
1. 制品(pin)組織性能不(bu)均勻
由于擠(ji)壓(ya)時金(jin)(jin)屬的流動(dong)不(bu)均勻(在無(wu)潤滑正向擠(ji)壓(ya)時尤為嚴重),致(zhi)使(shi)擠(ji)壓(ya)制品存在表層(ceng)與(yu)中心(xin)、頭(tou)部與(yu)尾(wei)部的組(zu)織性能不(bu)均勻的現象(xiang)。特(te)別是LD2、LD5、LD7等合金(jin)(jin)的擠(ji)壓(ya)制品,在熱處理后表層(ceng)晶粒(li)顯著粗化,形成一定程度的粗晶環,嚴重影響制品的使(shi)用性能。
2. 擠壓工模具(ju)的(de)工作條件惡劣、工模具(ju)耗損大(da)
擠(ji)壓(ya)(ya)時坯料處于近似密閉狀態,三向壓(ya)(ya)力(li)高(gao)(gao),因而模(mo)具(ju)需要承受很(hen)高(gao)(gao)的(de)壓(ya)(ya)力(li)作用(yong)(yong)。同時,熱擠(ji)壓(ya)(ya)時工模(mo)具(ju)通常還要受到高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)摩擦作用(yong)(yong),從而大(da)(da)大(da)(da)影響模(mo)具(ju)的(de)強度(du)和(he)使用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)。
3. 生產(chan)效率較(jiao)低
除近年來發展的連(lian)續(xu)擠(ji)壓法外,常規的各(ge)種(zhong)擠(ji)壓方法均(jun)不能實現連(lian)續(xu)生產。一般(ban)情況下,擠(ji)壓速度(這里指制品的流出速度)遠(yuan)遠(yuan)低(di)于軋(ya)制速度,且(qie)擠(ji)壓生產的幾何廢料損失大,成(cheng)品率較低(di)。