一、擠壓加工簡介
擠壓是在鍛壓加工的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的更為精密的加工方法,加工條件比鍛壓更為苛刻,尤其是大變形量的高速連續(xù)冷擠壓對潤滑劑有更高的要求。
使金屬材料的截面作顯著變化,并迫使其沿正向或反向通過一定形狀和尺寸??椎倪^程稱為擠壓。
擠壓工藝特別適用于加工高精度的和有復(fù)雜截面的型材,例如齒輪、精密鋼管和型材、鉆頭、復(fù)合材料等。這些制品只需少量加工或不加工即可成滿足需求。齒輪、油缸筒體,鉆頭等,初始毛坯可以是鑄坯,也可以是從棒料上截切下來的柱形坯料。
擠壓過程迫使坯料通過???,使其截面減小,長度增加。除了要切除的擠壓件末端和殘留在模腔中的未擠壓部分以外,在擠壓過程中通常沒有材料損耗。擠壓鋼制品的精度可達0.025—0.05mm,光潔度達v6~v7;對鋁合金擠壓表面無粗晶環(huán);對鋁、鋼的擠壓比拉拔后的強度提高20%,表面硬度分布均勻;對鎢、鉬擠壓強度提高32%;,塑性指標(biāo)提高4倍,脆性轉(zhuǎn)變溫度下降55℃。
擠壓分正擠壓、反擠壓及靜液擠壓,正擠壓時推頭的運動方向和從??字袛D出的金屬的前進方向一致,反擠壓推頭的運動方向和從??字袛D出的金屬的前進方向相反。
擠壓過程通??煞譃閮蓚€步驟:
①初級過程——將金屬鑄坯精制為終的或中間的擠壓制品;
②次級過程,(又稱沖擠)——將由初級過程或其它過程所獲得的中間制品轉(zhuǎn)變?yōu)榻K的工程零件。
目前冷擠壓已發(fā)展為靜液擠壓工藝,擠壓桿通過傳壓介質(zhì)迫使金屬流過??锥尚?。由于坯料是在極高的靜液壓力下成型,且坯料周圍充滿靜液介質(zhì),極大地提高了制品的機械性能,提高了制品的精度、表面光潔度和生產(chǎn)率,同時擴大了擠壓加工的范圍。
二、擠壓工藝與潤滑劑
采用擠壓潤滑,可減少擠壓材與擠壓缸及模孔間的摩擦力,會使金屬流動的不均勻性減輕,從而可以防止或減輕這種裂紋的產(chǎn)生。應(yīng)當(dāng)指出,采用潤滑劑不僅可以防止斷裂,還可以使擠壓力大為降低。在靜液擠壓中,擠壓腔內(nèi)的液體起到潤滑劑作用。雖然大部分?jǐn)D壓過程中必須施加潤滑,但由于模具—工件的界面之間有一種拋光作用,所以過量潤滑對產(chǎn)品的表面光潔度是不利的。
冷擠壓(包括冷鐓)是指在室溫下用模具對預(yù)先放入模腔中的金屬坯料加壓使其產(chǎn)生塑性變形,并使坯料變成所需形狀和尺寸及——定性能的零件的加工方法。前面討論過的用作鍛造潤滑眾多潤滑劑也適用于冷擠壓。由于工件材料有高的室溫強度,因而模具中的應(yīng)力很高,所以冷擠壓潤滑要求較高。廣泛使用的冷擠壓潤滑劑(主要指鋼)常用石墨或草酸鹽類涂層,隨后用皂、蠟或聚合物作潤滑劑。典型的用法是磷酸鹽涂層適用于碳鋼或低合金鋼,草酸鹽適用于不銹鋼。
熱擠壓溫度可高達適用于高熔點合金的2200℃左右。對手高強度材料,由于界面間的粘著趨勢,熱擠壓工序很難操作,這時,需要特殊的模具材料和/或涂層以及專門技術(shù)。盡管石墨能用作潤滑劑,但熱擠壓中常用的、潤滑劑是玻璃。要以粉劑施加在熱坯料表面或?qū)⒉AцT成塊狀施加在模具入口處坯料的前部。玻璃的熔點必須與熱擠壓溫度相適應(yīng),不同的熱擠壓溫度必須使用與之相同熔點溫度的玻璃,這樣,熔融狀態(tài)的玻璃才能起潤滑作用。