Тема:Холодное или теплое прессование.

Область применения:

- необходимость повышения точности геометрии и качества поверхности пресс-изделий, учучшение мех.свойств.

- получение тонкостенных изделий, например труб малого диаметра с тонкими стенками.

- для ä скорости истечения

- когда нагрев заготовки нежелателен, чаще всего таким способом прессуют AL, Cu, Mg, Zn и их сплавы.

Под холодном прессованием понимают прессование металлов и сплавов при дорекристаллизационой температуре. Это мешает быть комнатная и более высокая температура. Например для стали 500-600 С дорекристализационная температура. Холодное прессование иногда называют ударным т.к. процесс в ряде случаев проводятся на механических прессах с большой скоростью. Известен ряд примеров, когда прессование производиться при сравнительно небольших скоростях.

Особенности течения металла и деформированного состояния.

Холодное прессование проводиться обычно со смазкой, преимущественно через матрицы. При чем кристаллическая зона применения смазки и отсутствия температурных () контейнера и заготовки локализована у матрицы.

1 тип- равномерная или ламинарная картина истечения металла;

2 тип- неравномерное;

3 тип- неравномерное- турбулентное течение.

Также как и при горячем прессовании матрицы образуется упругая зона, но объем ее значительно меньше.

Однако явления, ↓происходящие в металле на границе упругой зоны другие. Условия для восстановления разрушенных связей в объеме металла менее благоприятны из-за низкой температуры и попадания смазки. Следовательно металлические связи отсутствуют. При прессовании многих металлов пресс-остаток состоит из двух свободно разделяемых частей: объема металла в упругой зоне и объема металла в пластической зоне.

При холодном прессовании ↓ в сравнении с горячим разница между сторонами истечения внутренних и наружных слоев заготовки, а так же неравномерность деформации по сечениям и длине пресс- изделия. В результате величина дополнительных напряжений снижается. Поэтому имеется возможность ä скорость прессования.

Влияние скорости прессования на усилие.

С ä скорости прессования происходят следующие явления:

1. Упражнение за счет ();

2. ä деформационного нагрева в следствии снижения рассеивания тепла деформации в окружающую среду, которое может при определенных условиях снижения сократив () деформации.

3. улучшение условий смазывания, за счет гидродинамического- эффекта.

Металлы и сплавы, обрабатываемые холодным прессованием, можно разделить на 3 группы у которых при прочих равных условиях с ä Uдеф давление снижается, повышается или остается без изменения.

Для металлов 1 группы температура разупрочнения (рекристаллизации) невелика и достигается в пластической зоне в процессе прессования. Так при Ѵ прессов > 100 мм/с аллюминневые сплавы вследствие деформационного разогрева разупрочняются и усилие ↓.

Для металлов группы температура металла в пластической зоне не достигает величины рекристаллизации, даже высоких Ѵ прессования.

Для металлов 3 группы два констурирующих процесса находятся в равновесии.

Величина давления холодного прессования, как правило, значительно выше горячего. Снижение давления при холодном прессовании по мере выпрессовки заготовки проявляется менее заметно.

1. Горячее прессование;

2. Холодное прессование металла, при прессовании которого возникает эффективный деформационный нагрев в начале процесса.

3. Холодное прессование, деформационный нагрев отсутствует.

Вакуумное прессование.

Применяют для обработки тугоплавких металлов (плобия,вольфрама,молибдена). При нагреве на воздухе эти сплавы окисляются и насыщаются газами, что проводит к охрупчиванию поверхностного слоя. Например, плобий начинает окисляется при 250˚ С, молибден при 400˚ С. Прессование проводят с вакуумированием контейнера через полость в пресс- штемпеле или в контейнере.

Выбор метода прессования зависит от вида прессуемого профиля. Например профиль может быть изготовлен: горячим прессованием со сваркой через языковые матрицы или горячим прессование с иной через обычные матрицы. При прессование с иной нужны полые слитки. Из-за ассиметрии профиля иглу может увести. При прессовании со сваркой нужны сплошные слитки. Так как шла короткая, то ее не уводит, но на профиле имеют место сварке швы. Сопоставляя преимущества и недостатки каждого из способов можно выбрать оптимальный.

Схема прессования полых изделий, диаметр которых больше диаметра контейнера.

Схема прессования с вакуумированием контейнера.

Тема 3. Течение Ме при прессовании.

Для того, чтобы управлять процессом прессования и искать пути улучшения качества пресс-изделий необходимо представлять картину течения Ме.

Наиболее распространенный процесс прямого прессования можно условно разделять на 3 стадии: начальная, основная, заключительная.

Стадия начальная (распрессовки) характеризуется интенсивным ростом усилия Р. Т.к. φ слитка меньше, чем φ контейнера на первой стадии, то на первой стадии Ме слитка заполняет объем полости контейнера и канала матрицы.

Эта стадия очень важна, т.к. неправильная риепрессовка слитка может привести к запиранию воздуха в контейнере и запрессовки его в Ме, это дает пузыри на пресс-изделии.

В первый момент распрессовки слиток располагается эксцентрично оти-ко контейнера, это нежелательно.

При дальнейшем росте Р происходит по существу свободная осадка слитка с образованием бочки.

Образование бочки влечен за собой возникновение замкнутых воздушных объемов в передней части контейнера, которые ().

У длинных слитков (h/Д >3-4) образование пузырей на пресс-изделие более вероятно,т.к. при распрессовке происходит продоевый изгиб слитка.

Грубо обточенный слиток может также привести к запрессовке воздуха в Ме.

Для устранения пузырей необходимо передний торец зач-ки распрессовать раньше. Воздух выйдет в зазор между пресс-шайбой и контейнером. В этих случаях эффективен градиентный нагрев.

Стадия- основная. Усилие прессов максимально начинается выдавливание изделия. По мере выдавливания слитка усилие Р снижается, т.к. уменьшается величина той доли усилия, которое идет на прессование трения по контейнеру. Эта стадия характеризуется наличием различных устойчивых объемов внутри слитка, в которых происходят упр. или пласт. Е.

Наибольшие Е развиваются в слитке в непосредственной близости от матрицы. Это очаг пласт. Е (ОПД). Остальная часть слитка в это время деформируется мало и может рассматриваться как упругое тело.

В Ме слитка проявляются различные упругие зоны, вызванные взаимодействием деф. Ме и ин-та. В зоне стыка контейнера с плоской матрицей образуется упругая зона 1. Ее иногда называют «мертвой». Упругая зона у матрицы образуется как бы неподвижную матричную воронку. Ме из этой зоны 1 имеет поверхность линии наискорейшего ската АМВ. В практических расчетах образуются АМВ заменяют конусом с углом β и называют углом естественного течения Ме. В зависимости от условий прессования величина β может меняться. Для прессов. Ав. спл. применяют β=60˚. При прессов. через конечную матрицу упр. зона 1 практически исчезает.

Упругую зону у матрицы невозможно выпрессовать. Она идет в отходы в виде прессостатка. Поэтому целесообразно ее↓. Если пов-сть матрицу выполнить с поверхностью АВМ, то упругой зоны не образуется.

Существование упругих зон у прессшайбы (2,3) объясняется удаленностью объемов и их захоложенностью(2) и симметричностью течения (3). Зона (3) проявляется в последний момент при приближении прессшайбы к матрице.

Течение Ме у прессшайбы вызывает появление заторможенных объем 4. Эти объемы создаются также и потому, что захоложенный тонкий слой Ме (S) соскабливается в процессе прессования в более компактный объем. Образование зон 4 приводит к собиранию загрязнений с поверхности в объем у прессшайбы. Это при прямом прессовании получить чистую поверхность изделий, если оставлять «мертвые» зоны в виде прессостатка.

Утяжина первого вида (глубинные окончания ворсинки):

А) макроструктура прутка из сплава В95. В центральной части прутка располагается утяжина в виде сплющенного окончания воронки, внешне напоминающая центральную диаметральную трещину в слитке;

В) макроструктура прутка из сплава АК8 с утяжиной в виде разветвленных глубинных окончаний воронки. Внешнее сходство с центральной литейной трещиной типа «паучок». Видна утяжина второго вида и наслоение;

В) макроструктура прутка из сплава Д16 с утяжиной, аналогичной;

(Б) утяжина в виде разветвленных глубинных окончаний воронки. По периметру темплета располагается крупнокристаллический ободка. Отличительным признаком глубинных окончаний воронки является разноструктурность и различное направление поперечного волокна по разные стороны границы утяжины.

Заключительная стадия. На этой стадии прессшайбы приближается к матрице. Упругая зона 2 исчезает, она начинает питать ОПД.

А) до подхода прессшайбы к ОПД питание ОПД происходит по всей границе а-в за счет вышележащих слоев.

Б) после х пересечения плоскостью прессшайбы верхней границы ОПД. На участках ас и dв питание осуществляется по-прежнему. На участках сd питание Ме вышележаими слоями прекращается. На этом участке вследствии целостности Ме () снижаются т.к. в продольном направлении Ме уходит. По закону наименьшего сопротивления Ме периферийных слоев устремляется к центру. В результате за счет периферийных слоев происходит восполнение недостающего объема Ме. Такое течение в какой-то промежуток времени обеспечивает целостность металла в ОПД.

В) с того момента, когда расход Ме из центральных слоев окажется больше поступления Ме из периферийных слоев начинается образование центральной воронки(полости), глубоко проникающей в очаг деформации и изделие. Эту полость называют прессутяжиной. На стадиях б и в поверхности пресс-шайбы наблюдается интенсивное течение Ме в радиальном направлении, что и приводит к росту усилия прессования Р.

Чтобы исключить образование пресс-утяжины слиток прессуют не до конца, оставляя пресс-остаток. В пресс-остаток попадает Ме, находящийся в мертвой зоне, а также различные загрязнения с поверхности слитка. Форма пресс-утяжины определяется сечением прессуемого профиля.

Квадратный проф. Треугольный проф.

Если пресс-утяжка проникли в профиль, то эту часть профиля удаляют.

Величина пресс-утяжины зависит от многих факторов. Чем меньше угол начала матрицы, тем меньше вероятность образования утяжины. Увеличение диаметра заготовки вызывает рост утяжины, а длина слитка на образование утяжины не влияет. Смазка пресс-шайбы способствует росту пресс-утяжины. Чтобы ее уменьшить на поверхности пресс-шайбы делают насечки, увеличивающие трение. Смазка контейнера наоборот сокращает размеры утяжины. При обратном методе пресс- утяжина образуется при меньшей высоте пресс-остатка, чем при прямом методе. Чем равномерное течение Ме, тем ↓ утяжина.

В настояее время не разработана теория образования центральной пресс-утяжины, позволяющая аналитичны определить высоту пресс-остатка. Поэтому ее размеры определяют опытным путем.

Дата добавления: 2015-07-10