38. Прессование. Сущность процесса, инструмент, оборудование.
Суть процесса прессования заключается в выдавливании металла из зам-кнутой полости через отверстие, соответствующее сечению прессуемого про-филя. Раньше для описания этого процесса использовался термин «экстру-зия» - от англ. слова «extrusion» - выдавливание, который более точно описы-вает явления, происходящие в очаге деформации.
При большом разнообразии металлов и сплавов, обрабатываемых пре-ссованием, и широком сортаменте изделий требуются такие машины, кото-рые обеспечивали бы регулирование в больших пределах условия обработки (скорость, усилие прессования и др.). Наибольшее распространение получи-ли прессы с гидравлическим приводом, которые были рассмотрены ранее. Не рассматривая конструктивные особенности всех видов инструмента, исполь-зуемого при прессовании отметим, что важнейшим среди них является мат-рица, которая и определяет форму и размеры профиля поперечного сечения прессуемого изделия.
39. Прямое и обратное прессование. Очаг деформации при прессовании.
Отличительная черта процесса прямого прессования - передвижение за-готовки относительно стенок контейнера. При отсутствии смазки на поверх-ности контакта заготовки и контейнера возникает интенсивное трение, кото-рое в большой степени влияет на истечение металла, делая его более нерав-номерным, и, как следствие, ухудшает структуру металла прессизделия и его механические свойства, а также увеличивает полное усилие прессования.
Заготовка 1 перед прессованием загружается в контейнер пресса 3 (её диаметр немного меньше внутреннего диаметра контейнера), затем в контей-нер закладывается пресс-шайба 4, пуансон или пресс-штемпель (на рис. не
обозначен) вводится в пресс и через пресс-шайбу передает давление на заготовку от плунжера пресса.
Рис. 1. Схема прямого (а) и обратного (б) прессования.
1 – заготовка/прессизделие; 2 – матрица; 3 – контейнер; 4 – пуансон.
По мере повышения давления заготовка вначале распрессовывается (т.е. она заполняет все пространство контейнера), а затем начинается истечение металла в канал матрицы 2, который и образует поперечное сечение пресс-изделия. Истечение металла заготовки происходит до тех пор, пока в контей-нере не останется сравнительно небольшая часть - пресс-остаток, длина ко-торого определяется рядом условий (см. ниже). Затем с помощью специаль-ных механизмов, расположенных на прессе, происходит разделение пресс-шайбы, матрицы, пресс-остатка и пресс-изделия. Пресс-изделие передается на дальнейшую обработку, пресс-остаток направляется в сборник для отхо-дов, а пресс-шайба и матрица возвращаются в исходное положение, после чего начинается новый цикл прессования следующей заготовки. Исходной
заготовкой при прессовании служит слиток или прокат, как правило, кругло-
го поперечного сечения.
Прессование с прямым истечением в настоящее время применяют наиболее широко для получения изделий сплошного поперечного сечения - профилей, прутков и панелей и для изготовления полых изделий - труб, полых профилей, имеющих разнообразные кон-фигурации внутреннего и наружного контура.
Отличительная черта прессования с обратным истечением - почти полное отсутствие взаимного перемещения и трения между выпрессовываемой заготовкой и контейнером и, как следствие, отсутствие потерь энергии пресса на преодоление трения. Эти условия в корне меняют характер истечения металла и благоприятно сказываются на температурно-скоростных и силовых режимах процесса, а также на качественных характеристиках отпрессованных изделий. Известны и другие разновидности процесса, но их применяют не так часто.
В целях придания металлу заготовки наибольшей пластичности и снижения давления на пресс-шайбу заготовки перед прессованием обычно нагревают (лишь незначительную часть мягких алюминиевых сплавов прессуют вхолодную из ненагретой заготовки), для чего применяют специальные высокопроизводительные электрические или газовые печи. Печь входит в состав прессовой установки. Нагрев ведут в широком интервале температур в зависимости от физических характеристик прессуемых металлов. Так, алюминиевые и магниевые сплавы обычно прессуют при 300 - 500 °С, а титановые при 900 - 1000 °С.
Преимущества процесса прессования заключаются в следующем:
При прессовании в зоне деформации реализуется схема неравномерного всестороннего сжатия. Поэтому деформировать можно материалы, не обладающие высоким ресурсом пластичности.
Повышение пластичности металла в зоне деформации и, как следствие, возможность вести прессование с большими деформациями и получать пресс-изделия разнообразной и сложной конфигурации поперечного сечения за один переход.
Прессование хрупких и труднообрабатываемых металлов и сплавов.
Сравнительно высокая точность геометрии пресс-изделий.
Возможность быстрого перевода процесса с прессования одного типа профиля на другой путем замены в основном только матрицы, а поэтому высокая мобильность процесса.
К недостаткам процесса прессования относятся:
Цикличность, прерывность процесса.
Относительно невысокий выход годного металла, который обусловливается необходимостью оставлять пресс-остаток и удалять концевую обрезь на пресс-изделиях.
Повышенная неравномерность деформации, а также структуры и механических свойств металла по длине и поперечному сечению пресс-изделий.
Ограниченная скорость истечения при прессовании некоторых сплавов, в частности высокопрочных алюминиевых.
Высокая стоимость инструмента и в ряде случаев сравнительно низкая его стойкость.
При большом разнообразии металлов и сплавов, обрабатываемых пре-ссованием, и широком сортаменте изделий требуются такие машины, кото-рые обеспечивали бы регулирование в больших пределах условия обработки (скорость, усилие прессования и др.). Наибольшее распространение получи-ли прессы с гидравлическим приводом, которые были рассмотрены ранее. Не рассматривая конструктивные особенности всех видов инструмента, исполь-зуемого при прессовании отметим, что важнейшим среди них является мат-рица, которая и определяет форму и размеры профиля поперечного сечения прессуемого изделия.