Разновидности методов горячего и холодного прессования

Разновидности методов горячего и холодного прессования

Непрерывное прессование

С целью повышения выхода годно при прессовании алюминиевых изделий или изделий из алюминиевых сплавов применяют метод непрерывного прессования. Этот метод заключается в том, что прессостаток от прессования предыдущей заготовки или слитка не отделяют, а используют для дальнейшего прессования. Прессование ведут с жесткозакрепленной прессшайбой. После прессования одной заготовки прессостаток остается в контейнере и туда подают новый слиток. При прессовании нового слитка из алюминия или его сплавов прессостаток сваривается со следующим слитком, так что нельзя найти места сварки. Этот метод применяется при прессовании профилей трамвайных дуг токоприемника, а также полос, шин из алюминия и дает заметное повышение выхода годного. В некоторых случаях этот метод применяют для производства длинных труб из алюминия длиной более полкилометра. Но этот способ в данном случае осуществляется также с вакуумным прессованием и описан подробнее ниже.

Вакуумное прессование

Чтобы избежать окисления металла в контейнере в процессе прессования или несваривания, при непрерывном прессовании применяют вакуумное прессование. Контейнер несколько удлиняют, как показано на рис. 19, и к нему делают специальный ввод, со-

единенный с вакуумным насосом для откачки воздуха. При этом прессование ведут с жесткозакрепленной прессшайбой. Первый слиток прессуют так, что в контейнере остается прессостаток длиной около 300 мм. Шплинтон отводят обратно и задают новый слиток. За слитком задают алюминиевую шайбу, которая далее запрессовывается в фаску контейнера, но при этом отверстие не запрессовывается. Таким образом обеспечивается герметичность втулки с обеих сторон и включается вакуумный насос. На рис. 19 показана схема сборки инструмента для вакуумного прессования.

Гидростатическое выдавливание

Сравнительно недавно стали разрабатывать в лабораторных условиях метод выдавливания металлов под воздействием жидкости, находящейся под очень высоким давлением, достигающим 30 000 кГ/см² и более, и подающейся на металл непосредственно в контейнер. Преимущества этого способа заключаются в том, что усилие выдавливания резко уменьшается; металл, находящийся под всесторонним гидростатическим давлением, легче деформируется, причем усилие сокращается в 2—З раза. Уменьшению усилия способствует значительное понижение сопротивления трению о стенки контейнера, так как в очаге деформации создается жидкостное трение, благоприятно сказывающееся на характер течения и обеспечивающее наиболее выгодные условия для пластической деформации.

Способ гидростатического выдавливания, разработанный в Советском Союзе, может получить в дальнейшем большое промышленное применение. Преимущества этого способа, дающие возможность выдавливать металл при значительно меньшем усилии пресса, чем в обычном способе, открывают большие перспективы для прессования труднодеформируемых металлов и сплавов, а также прессования мягких металлов (меди, алюминия) и их сплавов. Конструкция прессовой установки может стать значительно проще, а результаты прессования эффективнее.

Холодно-скоростное прессование

В последние годы стало разрабатываться и применяться холодно-скоростное прессование. Холодно-скоростное прессование ведут при скорости прессования, в несколько раз превышающей скорость прессования, применяемую на обычных прессах. При этом процессе, протекающем чаще всего в холодном состоянии, используется тепло деформации с помощью которого разогревается металл и уменьшается сопротивление деформации. Этот прием прессования был применен в США при изготовлении радиаторных трубок из меди, а в последние годы получил применение в изготовлении прессованием изделий из различных металлов и сплавов. Этот способ дает возможность получать изделия высокой точности, не требующие дальнейшей механической обработки. Иногда процесс ведется при подогреве, но нагрев в этом случае невысокий — ниже температуры рекристаллизации. Этим способом обрабатывают алюминиевые, циркониевые, титановые и другие сплавы, деформация которых прессованием в горячем состоянии сильно затруднена образованием окислов.

Прессование без прессостатка

Интенсификация процесса прессования заставляет исследователей искать пути повышения выхода годного при прессовании. Наибольшее количество потерь в этом процессе заключается в потерях на прессостаток и прессутяжку. Поэтому ведутся исследования по разработке процесса прессования без прессостатка. Эти исследования получили промышленное внедрение при прессовании отдельных изделий из алюминия и алюминиевых сплавов, а также некоторых редких металлов и тугоплавких сплавов.

Так, в производстве прутков из бериллия между прессшайбой и слитком закладывают промежуточную прокладку из графита; прессование ведут до конца слитка, а графитовая прокладка остается в виде прессостатка.

Прессование без прессостатка применяют при непрерывном прессовании алюминиевых изделий, о чем было указано ранее, а также ведут работы по разработке процесса прессования других сплавов.

Прессование прутков с рубашкой

Прессование рубашкой характеризуется тем, что диаметр прессшайбы много меньше внутреннего диаметра рабочей втулки контейнера. При этом процессе металл срезается прессшайбой и рубашка в форме тонкостенного цилиндра остается в контейнере. Все поверхностные дефекты, которые образуются в заготовке или слитке в результате отливки или нагрева перед прессованием, остаются в рубашке и вместе с прессостатком идут в отход, не попадая в изделие. Рубашка должна полностью удаляться из контейнера после каждого прессования; в противном случае оставшиеся части рубашки будут запрессовываться в следующее изделие. Рубашка обычно удаляется с прессостатком, а ее остатки — продвижением контрольной прессшайбы. Трубы на игле с рубашкой не прессуют вследствие изгибания иглы при прошивке и образования разностенности.

Изотермическое прессование

При прессовании хрупких сплавов, в частности на алюминиевой основе, незначительное повышение температуры сплава или скорости истечения приводит к образованию поверхностных трещин на прессованных изделиях. Температура сплава в процессе истечения может возрастать от притока тепла, выделяющегося в результате работы деформации при высокой скорости истечения. Поэтому для создания условий прессования при постоянном температурно-скоростном режиме процесс ведут так, чтобы повышение температуры от тепла работы деформации компенсировалось соответствующим снижением скорости истечения. Такое прессование называется изотермическим и приводит к получению более высококачественных изделий.

Иногда процесс прессования, в котором температурно-скоростной режим регулируется применением индуктора высокой частоты, устанавливаемого вокруг матрицы, применяют для производства тонких металлических нитей диаметром менее 0,25 мм из труднодеформируемых сплавов. В этом случае за выходом из матрицы устанавливают приспособление, подающее инертный газ (аргон), поступающий непосредственно на выходящую проволоку. Такое прессование осуществляется также с намоткой прессованной проволоки на катушку.

Прессование в воду или инертный газ

Сравнительно недавно стал разрабатываться способ прессования медных труб, в котором изделие по выходе из матрицы поступает в камеру, расположенную над выходным желобом и заполненную инертным газом, или в бак с водой. В результате медные трубы получаются без окислов и не требуют травления; таким образом прессуют трубы диаметром 50 мм и длиной 70 м с толщиной стенки 2,5 мм. Трубы сразу же поступают на волочение с самоустанавливающейся оправкой на барабане, минуя волочение на цепных станах. Технологический процесс производства таких труб значительно короче. Выходной стол пресса состоит из системы лотков, заполненных водой или масляно-водной эмульсией, общей емкостью 13,5 м На рис. 20 показана схема устройства открытия водяного клапана в баке для прессования в воду. Охлаждающая вода подается из бака насосом в лоток за прессом, откуда через заслонку-кран у матрицы возвращается в бак; по пути вода охлаждается, проходя через теплообменник. Заслонка-клапан у матрицы предохраняет контейнер от попадания в него жидкости.

Прессование медных труб в воду при ведении процесса с неотделенной после прошивки пробкой дает возможность получать трубы с идеально чистой внутренней поверхностью, не требующей травления перед дальнейшим волочением. Применение такого процесса на отечественных заводах в сочетании с бухтовым волочением на самоустанавливающейся оправке с высокими скоростями коренным образом изменило технологический процесс производства труб малого диаметра (менее 15 мм) из меди и значительно снизило стоимость их обработки.

Прессование в воду дает возможность получать изделия, свободные от окислов, но, кроме того, в случае термически упрочняющихся сплавов этот процесс может также применяться для закалки изделия в момент прессования. Закалка прессизделий с использованием тепла, полученного при предварительном нагреве слитка, а также за счет тепла работы деформации, позволяет получать более высокие механические свойства сплава. Кроме того, получается экономия на нагреве прессизделия перед закалкой. У сплавов на алюминиевой основе ‚Ц1, Д1б, В95) такая закалка дает повышение прочности сплава в прессованном и термически

обработанном состоянии на 5-—б кГ/мм² по сравнению с закалкой с предварительным нагревом.

Процесс закалки получается более эффективным и его рационально применять при прессовании термически упрочняющихся сплавов.

Например, при прессовании прутков хромистой бронзы малого диаметра до 50 мм охлаждение на металлическом столе дает удовлетворительные результаты. Прутки диаметром выше 50 мм рекомендуется прессовать с охлаждением водой сразу же по выходе прутка из матрицы.Это способствует переводу большей части хрома в твердый раствор с медью и получению более высоких механических свойств прессованных прутков.

Дата добавления: 2015-08-29