鋼鐵材料的擠壓與鋁、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(yi)、冷擠壓
從金屬學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)概(gai)念出發,冷(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)應定(ding)(ding)義(yi)為(wei)溫度(du)低(di)(di)于(yu)回復溫度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya),而對(dui)于(yu)鋁、銅、鈦等(deng)大多數有色金屬以及鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵材(cai)料(liao)(liao),通常所說的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)一(yi)般是指(zhi)在室溫下的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)主要(yao)(yao)用于(yu)零件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)直接成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)或近凈形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing),具有節約(yue)原材(cai)料(liao)(liao)、制(zhi)品(pin)(pin)尺(chi)(chi)寸精度(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(he)于(yu)冷(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)應具有較好的(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)性、較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)加工硬(ying)化能(neng)(neng)力,例如中(zhong)低(di)(di)碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、低(di)(di)合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)等(deng)。鎳(nie)含量(liang)比較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)一(yi)般不(bu)采用冷(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)進行(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)。冷(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)坯料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)狀與尺(chi)(chi)寸主要(yao)(yao)根據成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)狀與尺(chi)(chi)寸、擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工藝(yi)來確(que)定(ding)(ding)。確(que)定(ding)(ding)坯料(liao)(liao)形(xing)(xing)(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)原則為(wei):形(xing)(xing)(xing)狀盡(jin)可能(neng)(neng)簡單,所需成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工序(xu)盡(jin)可能(neng)(neng)少,有利于(yu)獲得均勻(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬流(liu)動和均勻(yun)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)品(pin)(pin)。冷(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)前的(de)(de)(de)(de)(de)坯料(liao)(liao)一(yi)般需要(yao)(yao)經過退火處理和潤滑處理。冷(leng)(leng)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)程度(du)遠遠低(di)(di)于(yu)相應的(de)(de)(de)(de)(de)熱擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)程度(du)。
二、溫擠壓
擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)低(di)于再結晶溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)而(er)高于回復溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)時的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)稱為(wei)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)。在溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)過程中(zhong),被擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)金屬的(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)(xing)抗力(li)低(di),擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)能耗下(xia)降;模(mo)具磨損(sun)減輕、壽命提高;道次變(bian)形(xing)(xing)(xing)量(liang)大,可(ke)以減少成(cheng)(cheng)型工序;金屬可(ke)成(cheng)(cheng)型性提高,有(you)利于成(cheng)(cheng)型形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)較為(wei)復雜的(de)(de)制品;可(ke)用于冷(leng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)難加工材(cai)料的(de)(de)零部件成(cheng)(cheng)型。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)對于溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)來說十分重要(yao),選擇(ze)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du),主要(yao)應綜合考(kao)慮產(chan)品的(de)(de)性能、形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)與尺寸精度(du)、表面質量(liang)、工模(mo)具強度(du)、設備能力(li)等因素(su)。表1-1為(wei)各種(zhong)材(cai)料的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)范圍。
潤(run)滑是溫擠(ji)壓(ya)的(de)重(zhong)要(yao)工藝環節,對(dui)制品(pin)的(de)表面質(zhi)量、尺寸精度(du)、擠(ji)壓(ya)能(neng)耗、模具壽命均有重(zhong)要(yao)影響(xiang),潤(run)滑劑的(de)好壞(huai)甚至直接影響(xiang)成型加工的(de)可行性。對(dui)溫擠(ji)壓(ya)用潤(run)滑劑的(de)主要(yao)要(yao)求如下:
(1) 耐高壓(ya)(ya),可以承受(shou)2000MPa以上的壓(ya)(ya)力作用。
(2) 在擠壓溫度范圍內具有足夠的(de)黏性和較(jiao)強的(de)表(biao)面吸(xi)附能(neng)力(li)、較(jiao)好(hao)的(de)流動性能(neng)。
(3) 盡可能低的摩(mo)擦(ca)系數。
(4) 良好的高溫穩定性,要求(qiu)在(zai)800℃以下的溫度范圍內不產(chan)生化學反應。
(5) 良(liang)好的抗金屬質點黏(nian)附(fu)性能。
三、熱擠壓(ya)
熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓是在(zai)再結晶溫度(du)以上的溫度(du)條件下的擠(ji)(ji)(ji)壓。鋼鐵材料(liao)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓成型技術取得(de)飛躍發展是在(zai)1941年法(fa)國的J.Sejournet 發明了玻璃潤滑劑擠(ji)(ji)(ji)壓法(fa)之后。鋼鐵材料(liao)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓時(shi),在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓溫度(du)、擠(ji)(ji)(ji)壓壓力(li)、擠(ji)(ji)(ji)壓速度(du)、潤滑條件與方式等(deng)方面,與鋁及鋁合金(jin)、銅及銅合金(jin)等(deng)有色金(jin)屬的熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓相(xiang)比,具有如下特點:
(1) 擠(ji)壓溫度高,通(tong)常在(zai)1000~1250℃。
(2) 擠壓壓力(li)高,工模具(ju)工作條件惡(e)劣。
(3) 為了防(fang)止擠壓(ya)過程中工(gong)模具過度(du)(du)升溫而影響其強度(du)(du),通常(chang)選用快速擠壓(ya)。
(4) 為了確保高溫潤滑性能,一(yi)般(ban)采(cai)用玻(bo)璃(li)(li)潤滑劑熱擠(ji)壓(ya),擠(ji)壓(ya)完(wan)成后需(xu)對制品進行脫(tuo)出玻(bo)璃(li)(li)處理。
(5) 良好的(de)玻(bo)璃潤滑劑可以使金屬流(liu)動均(jun)勻性大為改善(shan)。
鋼鐵(tie)材(cai)料(liao)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)中(zhong)(zhong),擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模、芯(xin)桿、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊片等工模具(ju)的(de)(de)工作條(tiao)件十分惡劣(lie)。用作工模具(ju)的(de)(de)材(cai)料(liao),既要(yao)求具(ju)有(you)高(gao)強度(du),又要(yao)求具(ju)有(you)優良的(de)(de)耐高(gao)溫、耐磨損(sun)性能。實際生產中(zhong)(zhong)所用的(de)(de)工模具(ju)材(cai)料(liao)主要(yao)有(you)H13(美國(guo))、SKD61、SKD62、SKD6(日本(ben)(ben))、2Cr2W8V(中(zhong)(zhong)國(guo))。由于以上特點,鋼鐵(tie)材(cai)料(liao)的(de)(de)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)生產成本(ben)(ben)要(yao)比鋁合金及銅合金的(de)(de)高(gao)得多。