Глава 4. ДЕФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ ЖИДКОСТЬЮ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

металла препятствуют силы трения Fк, Fм, Fп, Fт. Радиальные напряжения увеличиваются от калибрующего пояска до торца пуансона. Центральные слои металл ческой заготовки ориентированы над отверстием матрицы.

На р с. 129 пр ведены схемы установок различных типов для прессования прутков и проволоки, а также для непрерывного прессования проволоки.

В установке, схема которой приведена наИрис. 129, з, для достижения непрерывности процесса используется активный характер вязкого трения жидкости. Проволочная заготовка непрерывно поступает в контейнер 2. Контейнер разбит на ряд зон, в которых создан направленный поток "проталкивающей" жидкости. Вязкость жидкости подбирают так, чтобы продольное усилие вязкого трения, возникающее при обтекании прутка, было достаточным для проталкивания заготовки в формующую зону. Для успешного протекания процесса необходимо определенное превышение давления «формующей» жидкости над осевыми напряжениями. Поэтому

113

жидкость дополнительно подают в область матричной воронки от источника 8 (вынесенного или прямого действия).

Источниками давления жидкости высокого давления в установках типа

А являются мультипликаторы (рж до 800–1500 МПа) и гидрокомпрессоры

(р до 2000–3500 МПа).

Сиж бА

Рис. 129. Основные схемы гидропрессованияДсплошных металлических заготовок: а – компрессорное гидростатическое прессование; б – бескомпрессорное (прямое)

гидропрессование; в – гидромеханическое прессование; г – гидропрессование длинной заготовки; д – гидростатическое прессование с противотиводавлениемИ; е – гидропрессование проволокой заготовки с бобины; ж – гидропрессование проволоки с натяжением; з – непрерывное прессование: 1 – пруток; 2 – контейнер; 3 – возвратные каналы, 4 – «проталкивающая» жидкость; 5 – камера; 6 – установка сжатия «проталкивающей» жидкости; 7 – изделие;

8 – источник высокого давления «формующей» жидкости

Контейнер подогревают до температуры 200–400 °С с помощью встроенного индукционного нагревателя. Процесс гидростатического прессования на указанной установке осуществляют следующим образом. Собранный матричный узел 5 устанавливают в держатель матрицы. Контейнер с помощью специальных крючков поднимают вверх. Контейнер 3 сажают на матрицу и с помощью болтов крепят к станине пресса. В прессштемпель 1 вворачивают собранную пресс-шайбу 2. Заготовку 4, подогретую до требуемой температуры, подают сверху через контейнер в матрицу так, чтобы она своим конусом точно установилась в конусе

114

матрицы. В контейнер с помощью дозирующего устройства заливают требуемое количество подогретой жидкости и пускают пресс. Уплотнительные кольца обеспечивают надежную герметизацию контейнера. Повторное прессование не требует длительной подготовки. В свободный контейнер подают следующую заготовку, заливают жидкость и производят

Спрессование. Установки с расположением камеры сжатия непосредственно в рабочем контейнере (рис. 130) в ряде случаев не позволяют использовать все технологические преимущества процесса гидропрессования. До 50% объема рабочего контейнера используется в этих установках для размещения

уплотн тельных узлов плунжера и матрицы, что ограничивает размеры чистотызаготовок дл ну получаемых профилей. Неизбежный контакт металла

заготовки с внутренней поверхностью контейнера приводит к снижению

обработки резкому уменьшению стойкости уплотнительных колец

плунжера. Уплотнения изнашиваются быстрее также вследствие многократной запрессовки их в контейнер при совершении рабочего хода и

извлечен я з контейнера при о ратном ходе.

Механ з ровать процесс гидропрессования довольно сложно.

Установки с незав с мой камерой сжатия и горизонтальным расположением рабочего контейнера л шены указанных недостатков. На рис. 131 приведена

конструкция такой установки, спроектированной УралНИИЧМ. На ней

можно прессовать стальные профили длиной до 2,5 м. Операции загрузки, прессования, приемки изделия и выгрузки механизированы, основные

операции могут ыть автоматизированы. Прессование можно вести как с

противодавлением, так и без него. Установка универсальна, рассчитана на промышленное массовое, серийное и единичное производство.

небольшое количество циклов: 2–3Дпри давлении 1500–2000 МПа , 10–15 при давлении 1000–1500 МПа. Поэтому их конструированию и размещению в установке уделяют особое внимание. Уплотняющие элементы могут быть

подвижными (крепятся на пуансоне) и неподвижными.

Передающие среды должны удовлетворятьИтребованиям: иметь минимальную сжимаемость, сохранять свойства при различных температурах, не взаимодействовать с материалом заготовки, иметь низкую теплопроводность и теплоёмкость, сохранять химический состав, не быть токсичной, огне и взрывоопасной, быть пластичной. Они могут быть твёрдыми (свинец и его сплавы, фторопласт, материалы на основе графита

или дисульфита молибдена), порошкообразными, жидкими.

115

Следует учитывать, что вязкость жидкостейИвозрастает с увеличением давления. Например при 400 МПа вязкость воды увеличивается в 1,35 раза, керосина в 50 раз, масла трансформаторного в 4500 раз, масло "замерзает" при 1000 МПа. При горячем выдавливании вязкость снижается.

При холодном гидропрессовании используют керосин, масло касторовое или веретенное (до 500 МПа), глицерин, этиленгликоль с глицерином, изопентан с бензином, бензин Б70, вода (при р = 1000 МПа); при горячем гидропрессовании - битум, битум с графитом, стекла, расплавы солей, графит.

116