鋼鐵材料的擠壓(ya)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(leng)擠壓
從金屬(shu)學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)概念出發,冷(leng)擠(ji)壓(ya)應定義為溫度低(di)于(yu)(yu)回復溫度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya),而對(dui)于(yu)(yu)鋁、銅、鈦等大(da)多數有色金屬(shu)以及鋼(gang)鐵材(cai)料(liao),通(tong)常所(suo)(suo)說的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)擠(ji)壓(ya)一般是指在室溫下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)。鋼(gang)鐵材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)擠(ji)壓(ya)主要(yao)用于(yu)(yu)零件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直接成(cheng)(cheng)型(xing)或近(jin)凈形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)型(xing),具有節(jie)約原材(cai)料(liao)、制品(pin)尺(chi)(chi)寸精度高(gao)、表(biao)面質量好、強度高(gao)、生產(chan)率高(gao)等優點(dian)。適合于(yu)(yu)冷(leng)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)應具有較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑性、較低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加工硬化能力,例如中低(di)碳鋼(gang)、低(di)合金鋼(gang)等。鎳(nie)含量比(bi)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)一般不采用冷(leng)擠(ji)壓(ya)進行成(cheng)(cheng)型(xing)。冷(leng)擠(ji)壓(ya)坯(pi)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)與(yu)尺(chi)(chi)寸主要(yao)根據成(cheng)(cheng)型(xing)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)與(yu)尺(chi)(chi)寸、擠(ji)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)工藝來確定。確定坯(pi)料(liao)形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原則為:形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)盡(jin)可能簡單,所(suo)(suo)需成(cheng)(cheng)型(xing)工序盡(jin)可能少,有利于(yu)(yu)獲得均(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)流動和均(jun)勻(yun)性能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制品(pin)。冷(leng)擠(ji)壓(ya)前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)坯(pi)料(liao)一般需要(yao)經過(guo)退(tui)火處理(li)和潤滑處理(li)。冷(leng)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)程(cheng)度遠遠低(di)于(yu)(yu)相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱擠(ji)壓(ya)變(bian)形(xing)(xing)程(cheng)度。
二、溫擠壓
擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)低于(yu)(yu)再(zai)結晶溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)而高于(yu)(yu)回(hui)復(fu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)時的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)稱為(wei)溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)。在(zai)溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過(guo)程中,被擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)金(jin)屬的(de)(de)變(bian)形(xing)抗力(li)低,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)能耗下(xia)降(jiang);模具磨損(sun)減(jian)輕、壽命(ming)提高;道次變(bian)形(xing)量大,可以減(jian)少成型(xing)工(gong)序;金(jin)屬可成型(xing)性(xing)提高,有利于(yu)(yu)成型(xing)形(xing)狀(zhuang)較為(wei)復(fu)雜(za)的(de)(de)制(zhi)品;可用(yong)于(yu)(yu)冷擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)難加工(gong)材料的(de)(de)零部件成型(xing)。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)對于(yu)(yu)溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)來說十(shi)分重要(yao),選擇擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du),主要(yao)應綜合考慮產品的(de)(de)性(xing)能、形(xing)狀(zhuang)與尺寸精(jing)度(du)(du)(du)、表面(mian)質(zhi)量、工(gong)模具強度(du)(du)(du)、設備能力(li)等因素。表1-1為(wei)各種材料的(de)(de)溫(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)范圍。
潤(run)滑是溫(wen)擠(ji)(ji)壓的(de)重要(yao)工藝環(huan)節,對制品(pin)的(de)表面質(zhi)量、尺寸精度(du)、擠(ji)(ji)壓能耗、模具壽命均有重要(yao)影響,潤(run)滑劑的(de)好壞甚(shen)至(zhi)直接影響成型加工的(de)可行(xing)性。對溫(wen)擠(ji)(ji)壓用潤(run)滑劑的(de)主要(yao)要(yao)求如下:
(1) 耐高(gao)壓,可以承(cheng)受(shou)2000MPa以上的壓力作(zuo)用(yong)。
(2) 在擠壓溫度范圍內具有足夠的(de)黏性(xing)和較強(qiang)的(de)表面吸附能(neng)力、較好的(de)流動(dong)性(xing)能(neng)。
(3) 盡可能低的(de)摩擦系數。
(4) 良好(hao)的高(gao)溫(wen)(wen)穩定性,要求在800℃以下的溫(wen)(wen)度范圍內(nei)不產生化學反應。
(5) 良好的抗金屬質點黏附性能(neng)。
三、熱(re)擠(ji)壓
熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)是在再(zai)結晶溫度(du)以上(shang)的溫度(du)條件(jian)下的擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)。鋼(gang)(gang)鐵材(cai)料熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)成型技術取得飛躍發展是在1941年法國的J.Sejournet 發明了(le)玻璃潤滑(hua)劑(ji)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)法之后。鋼(gang)(gang)鐵材(cai)料熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時,在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫度(du)、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)速度(du)、潤滑(hua)條件(jian)與(yu)方(fang)式等方(fang)面,與(yu)鋁及鋁合(he)金、銅及銅合(he)金等有色金屬的熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)相比,具有如下特(te)點:
(1) 擠(ji)壓(ya)溫度高(gao),通常在1000~1250℃。
(2) 擠壓壓力高(gao),工模具工作(zuo)條件惡劣(lie)。
(3) 為了(le)防(fang)止擠(ji)(ji)壓過程中工模具過度升溫(wen)而(er)影響(xiang)其強度,通常選用快速擠(ji)(ji)壓。
(4) 為(wei)了確保高溫潤滑性能,一般采(cai)用玻璃潤滑劑(ji)熱擠(ji)(ji)壓,擠(ji)(ji)壓完成后需對制品進行脫出玻璃處理(li)。
(5) 良好的玻璃(li)潤滑劑可以使(shi)金屬(shu)流動均勻性大為改善。
鋼鐵材料(liao)(liao)熱擠壓(ya)中,擠壓(ya)模、芯桿、擠壓(ya)筒、擠壓(ya)墊片(pian)等工(gong)模具(ju)的(de)(de)工(gong)作(zuo)條件十(shi)分惡劣。用作(zuo)工(gong)模具(ju)的(de)(de)材料(liao)(liao),既要求具(ju)有高(gao)(gao)強(qiang)度,又要求具(ju)有優良(liang)的(de)(de)耐高(gao)(gao)溫、耐磨損性(xing)能。實際生產中所用的(de)(de)工(gong)模具(ju)材料(liao)(liao)主(zhu)要有H13(美國(guo)(guo))、SKD61、SKD62、SKD6(日本)、2Cr2W8V(中國(guo)(guo))。由于以上特點,鋼鐵材料(liao)(liao)的(de)(de)熱擠壓(ya)生產成(cheng)本要比鋁(lv)合(he)金(jin)及銅合(he)金(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)得多(duo)。