Для производства прутков, профилей и труб также применяется одна из разновидностей обработки металлов давлением — прессование. Этот процесс является единственным для обработки специальных сталей, цветных металлов и сплавов с низкой пластичностью, а для целого ряда профилей оказывается более экономичным, чем прокатка. Помимо этого прессованием получают изделия очень сложной формы в поперечном сечении, что невозможно при использовании других способов обработки пластической деформации.
Различают прессование: прямое, обратное, совмещенное с прошивкой для труб, профилей переменного сечения, с противодавлением, вакуумное и др.
При прямом методе прессования (рис. 14.7, а) нагретая заготовка 4 закладывается в контейнер пресса 2. С правой стороны контейнера расположены матрицедержатель 6 и закрепленная в нем матрица 5, с левой — пуансон / с пресс-шайбой 3. При сжатии металл заготовки пластически деформируется и течет через выходное отверстие матрицы. В конце хода пуансона в контейнере остается часть металла, называемая пресс-остатком.
|
|
Рис. 14.7. Схемы прессования:
а — прямого; б — обратного; в — совмещенного с прошивкой (/ — начало прошивки;
// — конец прошивки; /// — прессование)
При обратном методе прессования (рис. 14.7,6) в контейнер 2 входит полый пуансон / с матрицей 3 на конце. При движении пуансона матрица, воздействуя на металл заготовки 4, приводит его в пластическое состояние. Металл вытекает через отверстие матрицы в обратном направлении. В прямом направлении путь металлу закрыт заглушкой 5 в матрице держателе 6. Прессование обратным методом характеризуется меньшими отходами и усилиями прессования.
Схемы прессования, совмещенного с прошивкой, показаны на рис. 14.7,6. Заготовка 5, помещенная в контейнер 3, сжимается пуансоном / и укрепленной на его конце пресс-шайбой 4 с усилием Р. На этапе / процесса конец иглы 2 частично внедряется в заготовку. Затем игла, проходя через отверстия в пуансоне и пресс-шайбе, прошивает заготовку. Через матрицу 6, закрепленную в матрице держателе 7, игла в конце этапа // выталкивает пробку (на схеме не показано). Этап /// характеризуется дальнейшим движением пуансона и выпрессовыванием металла в виде трубы.
Степень обжатия металла е при прессовании, определяется отношением разности площадей сечений контейнера и всех отверстий в матрице к площади контейнера. Обжатие может достигать 90 %, так как металл заготовки подвергается всестороннему неравномерному сжатию и имеет повышенную пластичность.
При прессовании используют различные смазочные материалы.
Прессованием обрабатывают углеродистые и легированные стали; медные, алюминиевые, магниевые, цинковые, никелевые и титановые сплавы. Исходными являются литые или прокатанные заготовки.
|
|
Прессование позволяет получать путем смены матриц большое разнообразие профилей. При этом значительно улучшаются свойства металлов готовых изделий за счет уплотнения.
Прессованные профили из алюминия, магния и их сплавов являются готовыми изделиями. Точность прессованных профилей более высокая, чем прокатанных.
Из тяжелых цветных металлов (в соответствии с ГОСТом) поставляются прессованные прутки круглые диаметрами, квадратные с размерами стороны и шестигранные с «размерами под ключ» от 10 до 160 мм.
Деформируемые алюминиевые сплавы используются в виде фасонных профилей, сортовых прутков, проволоки и труб, в основном полученных прессованием. Профили (по ГОСТам) поставляются с площадью поперечного сечения до 200 см2 и диаметром описанной окружности до 350 мм. Прутки изготовляются круглыми диаметрами от 5 до 200 мм, квадратными с размерами сторон от 7 до 160 мм, шестигранными с размерами граней от 7 до 110 мм. Трубы выпускаются с наружными диаметрами от 18 до 300 мм и толщиной стенок 1,5...40 мм.
Из деформируемых магниевых сплавов изготовляются полосы горячепрессованные с площадью поперечного сечения до 130 см2 и профили горячепрессованные сплошные и полые с площадью поперечного сечения от 0,2 до 12 см2 и диаметром описанной окружности не более 150 мм. Точность прессованных изделий достигает 13...17-го квалитетов.
Этапы прессования следующие: подготовка заготовки, заключающаяся в удалении внешних дефектов; обточкой на металлорежущих станках и разрезке на мерные длины; нагрев до заданной температуры; подача нагретого металла в контейнер пресса; выдавливание металла из контейнера через матрицу; отделка полученного изделия, в которую входят отделение пресс-остатка; правка на правильных машинах; удаление дефектов; необходимая термическая обработка.
Недостатки прессования: значительные потери на отходы, неравномерность механических свойств по длине и сечению изделия. Инструмент для прессования изготавливается из высококачественных инструментальных сталей и жаропрочных сплавов: ЗХ2В8, 4ХВ2С, 4ХН4В, 5ХНМ, 7X3, 38ХМЮА и др.