книги из ГПНТБ / Хвойка И. Цветные металлы и их сплавы

галлами, как титан, ванадий, цирконий,- ниобий, тантал, молибден, медь, алюминий, магний, драгоценные метал­ лы и др. Эти металлы наносятся па другие металлы, в том числе Hна сталь [331].

Прессование

Между крупными изготовителями прессов в европей­ ских странах (ФРГ, Англия, Италия) и США сущест­ вует очень тесное сотрудничество. Такое сотрудничество способствует повышению уровня изготовления прессов.

Вновь строящиеся прессовые цехи имеют следующие характерные черты:

1. Монтаж крупных узлов пли целых прессов у.из­ готовителя п транспортировка прессов в прессовые це­ хи, где монтаж осуществляется очень быстро. Монтаж пресса усилием 1600 г на заводе фирмы Keiser Alumi­ nium в Кобленце продолжался, например, всего четыре недели, а пресса усилием 2500 тс — шесть недель.

2. Широкое использование сварных конструкций в прессах, например, главных цилиндров.

3.Применение маслогидравлического привода, раз­ мещенного па прессе. В основном применяются ротор­ ные насосы. Такая конструкция прессов пригодна для усилий прессования до 7000 г.

4.Применение подвижных контейнеров.

5.Применение таких конструкций матрицедержате­ лей, чтобы матрицы можно было легко заменять или ре­ монтировать во время хода пресса.

6.Охлаждение матрицедержателей и самих матриц.

7.Подковообразное крепление пуансона с гидравли­ ческим замыканием (замена пуансона продолжается, например, всего 15 мин).

8.Применение отводящих устройств с подвижными элементами (транспортеры, кольцевые цепи, ролики), скорость движения которых может быть синхронизиро­ вана со скоростью прессования. Длина отводящих уст­ ройств может достигать 60 м.

9.Широкая механизация обслуживания отводящих устройств.

10.Применение механизированных охлаждающих стеллажей (шагающие холодильники).

11.Широкая автоматизация работы пресса (обслу-

жпвает пресс один человек). Благодаря автоматизации можно достичь повышения производительности пресса даже на 40%■ В прессовых цехах в США предполага­ ют при полной автоматизации достичь годовой эконо­ мии производственных расходов 30—100 тыс. долл, (в зависимости от величины прессов) [332, 333].

12.Широкое использование непрерывного прессова­ ния полых, фасонных и очень сложных профилей при помощи матриц мостикового типа или матриц с напор­ ными камерами.1

13.Наружное и внутреннее охлаждение прессовых

игл.

14.Строительство очень легких прессов, не требую­ щих сооружения дорогостоящих фундаментов.

15.Закалка прессизделий сразу после выхода их из матрицы.

16.Автоматическое регулирование и синхронизация скорости моталок и выходной скорости прессизделий.

17.Расположение оборудования, обеспечивающее не­ прерывность технологического потока.

18.Возможность прессования непосредственно в воду (для уменьшения окисления, например, медных труб после прессования).

19.Получение широких профилей с использованием плоских (щелевых) контейнеров. С применением таких контейнеров или матриц особой конструкции в СССР, на­ пример, производят профили шириной до 1920* мм с очень узкими допусками по размерам, предназначенные для самолетостроения [334].

20.Применение в качестве конструктивных элементов прессов стальных труб или комбинированных стальных плит.

21.Размещение прошивной системы внутри главного плунжера, благодаря чему достигается точное положение иглы, прошивное устройство ие снижает общего усилия прессования и прессы можно выполнить более короткими;

22.Благодаря новым конструктивным элементам и правильной организации работы у пресса достигается

постоянное уменьшение вспомогательного времени. На

1 Комбинированные матрицы с выступающим рассекателем или

спитателями (с плоским рассекателем). Прим. ред.

*Из плоских контейнеров в СССР прессуют профили (панели)

смаксимальной шириной 1100—1150 мм. Прим. ред.

Рис. 107. Влияние вспомогательного времени на производительность прессов (прессостаток 15%, скорость прессования 25 м/мин, масса 1 ног. м пресспзделпл 1 кг, усилие прессования 2000 Т раз­ меры алюминиевых заготовок 0 1GQX Х750 мм

Вспопогатглапое Врепя,пин

рис. 107 показано, какое влияние оказывает сокращение вспомогательного времени па общую производительность пресса.

23.Новые направления в конструкции матрицедержа­ телей для облегчения удаления прессостатков.

24.Такое конструктивное исполнение игл и элементов их крепления, чтобы их можно было быстро устанавли­

вать и фиксировать в требуемом положении. Это имеет большое значение, особенно при производстве полых про­ филей с фасонной полостью.

25. Механизация подачи заготовок в пресс и отвода прессостатков и прессшаііб после прессования, причем в первую очередь у прессов большой мощности.

26. Программное управление работой прессов [335]. Г и д р о с т а т и ч е с к о е п р е с с о в а н и е м е т а л ­ лов. Средой, передающей давление па прессуемую заго­ товку, служит в этом случае жидкость. Разработка прес­ сов, пригодных для использования такой технологии прессования, осуществляется главным образом шведской фирмой ASEA. Применяются давления до 35 к в а р , при которых можно, например, прессовать из алюминиевой за­ готовки диаметром' 25 м м проволоку диаметром до 0,07 м м . При гидростатическом прессовании отпадает необхо­ димость в нагреве заготовок*; отсутствует трение между заготовкой и стенкой контейнера; жидкость, передаю­ щая давление, служит одновременно смазкой, благодаря

* Трудность использования горячего гидропрессовашш являет­ ся не достоинством, а скорее недостатком процесса. Это значи­ тельно уменьшает величину используемых вытяжек, которые при прессовании труднодеформируемых сплавов (легированные стали, титановые, никелевые сплавы) обычно не превышают 5. Прим. ред.

чему снижается износ матриц; можно работать с высо­ кими вытяжками (например, 600, иногда даже 14000) можно получать прессизделия точной формы и размеров. Кроме того, по этой технологии можно прессовать и тя­ жело деформируемые металлы и сплавы (включая сталь) и получать даже тонкостенные трубы (алюминиевые тру­ бы диаметром 10 мм со стенкой толщиной 0,15 мм)\ до­ стигаются высокие скорости истечения (для медной про­ волоки до 3300 м/мин) , а значит — и высокая произво­ дительность труда; можно осуществлять непрерывное прессование одной заготовки за другой2. Поверхность прессизделий получается очень высокого качества.

на прессуемую заготовку давление передается не через жидкость, а через газ, например через азот. Представля­ ется, что этот способ имеет по сравнению с предыдущим некоторые преимущества, например равномерное распре­ деление усилия прессования, возможность работы с вы­ сокими скоростями, предупреждение выделения вредных паров и т. д. Уже были испытаны давления прессования до 10 т/см2 [336—342].

щественно снизить необходимые усилия (даже на 25%)*. Исследованием метода взрывной штамповки интенсивно занимаются исследовательские организации в СССР,

США и Англии [343]. На рис. 108 показана схема рекон­ струкции пресса для применения этой технологии.

П р е с с о в а н и е м е т а л л о в при н и з к и х т е м ­ п е р а т у р а х . Способ целесообразно применять для об­

способом более затруднительно, чем другими обычно применяемы­ ми способами. Прим. ред.

* Влияние скорости на усилие деформирования, в частности прессования, не однозначно. При увеличении скорости, с одной сто­ роны, повышается сопротивление деформированию за счет умень­

стекло следующего состава: 2% SіОг, 84% РЬО, 12% В2О3

и 2%А120 з [345].

И з о т е р м и ч е с к о е п р е с с о в а н и е —■это способ, по которому работа ведется с максимально возможными скоростями, зависящими от температуры прессования1. Основой изотермического прессования является точное определение температур прессования, в зависимости от которых осуществляется регулирование скорости прес­

П р е с с о в ы й и н с т р у м е н т .

Для обеспечения экономичной работы прессовых це­ хов (высокая производительность прессов, хорошее ка­ чество прессизделий, небольшие расходы на инструмент, высокий коэффициент использования оборудования) не­ обходим выбор рациональной конструкции прессового инструмента, правильное обращение с ним и своевремен­ ный ремонт. При изготовлении прессового инструмента необходимо выбрать:

а) наиболее пригодный вид инструментальной стали или другого материала для изготовления матриц (кроме стали, можно применять и сплавы таких цветных метал­ лов, как Ni — Сг, а также карбиды, окислы и др.);

б) рациональный способ производства заготовок, из которых прессовый инструмент изготовляется;

в) рациональную конструкцию инструмента (напри­ мер, расположение каналов в матрице, рабочие углы, пояски и др.).

В прессовых цехах решающее значение имеет стой­ кость следующего инструмента: матрицы, прессшайбы, рабочие втулки контейнера и иглы.

Для прессования алюминия и его сплавов самой де­ шевой и самой выгодной является пока инструменталь­ ная сталь, содержащая 0,4% С, 5% Сг, 1,2—1,6% Mo, до 1,3% W и до 1% V, хотя в некоторых случаях пригодна и сталь, содержащая 1% С, 5% Сг, 1% Mo и 2,5—4% V.

1 Изотермическое прессование — процесс, проходящий при прак­ тически постоянной температуре во всем объеме заготовки. Для обеспечения этого часто используют не максимально возможные, а относительно невысокие скорости прессования. Прим. ред.

Шведская фирма Stora выпускает для изготовления прессового инструмента сталь 368, содержащую 0,4% С, 0,2% Si, 0,3% Mn, 3,3% Cr, 1,2% Mo, 2,5% W, 1,7% Со и 1,2% V [347].

На стойкость инструмента во время прессования ме­ таллов, кроме химического состава, оказывают влияние следующие факторы:

1)способ производства стали (вакуумирование, электрошлаковый переплав и др.);

2)способ разливки стали;

3)способы нагрева п ковки (разработаны способы,

при которых достигаются очень хорошие свойства поко­ вок во всех направлениях, например способ ISODIS).

Стойкость прессового инструмента, например матриц, можно существенно изменить путем различной поверх­ ностной отделки, например нанесением слоя карбидных материалов толщиной 0,005 мм электродуговым спосо­ бом на рабочие поверхности (WC, ТіС и т. д.), азотиро­ ванием (способ Tenifer фирмы Degussa). Было установ­ лено, что путем поверхностной отделки инструмента можно повысить срок их службы в 3—6 раз и уменьшить склонность прессуемого материала к налипанию на ра­ бочие поверхности инструмента. Кроме азотирования, можно применять диффузионное хромирование в смеси из 60% порошка хрома или феррохрома, 39% AI2O3 или каолина и 1%МН4С1 при 950—1050° С в течение 8—15 ч [348, 349].

При работе с инструментом в прессовых цехах для достижения хороших результатов необходимо учитывать, что ударная вязкость инструментальных сталей указан­ ных типов значительно повышается при температуре около 200° С, поэтому инструмент перед употреблением следует нагреть до этой температуры. Для нагрева ис­ пользуют электрические камерные печи, которые при на­ греве до 450° С потребляют 120—135 квт-ч на 1 т стали.

Для предупреждения тепловой перегрузки инстру­ мента нагрев следует осуществлять медленно и равно­ мерно, правильно охлаждать инструмент во время рабо­ ты и после окончания прессования [350—352]\

Ме д ь и ее с п л а в ы

Рациональное расположение оборудования цеха прессования меди и ее сплавов приведено на рис. 109.

(США). Здесь в прессовом цехе на прессах усилием 3000 и 4500 Т прессуются в воду медные трубы с закрытыми концами. Из заготовок 254X585 мм, например, прессу­ ются трубы дпам. 51X2,5 мм, длиной около 70 м. Пос­

ле обрезки кондов и острешія они подвергаются холод­ ной протяжке на волочильных барабанах диаметром 2135 мм.

В СССР в одном из цехов по этой технологии прессу­ ют медные заготовки диам. 200X700 мм на прессе 3000 Т на трубы диам. 41X3 мм, которые затем также подвергаются протяжке на волочильных барабанах диаметром 2200—2800 мм [356].

В производстве медных труб некоторые заводы все еще используют вместо прессов прошивку в косовал­ ковых прокатных клетях, например завод английской фирмы Delta Metals, где прошивают заготовки диамет­ ром 475 мм, а трубные заготовки диаметром 100X7,5 мм, длиной 5,7 мм подвергают затем холодной прокатке на трехниточных прокатных станах Head Wrightson.

При производстве медных труб в большинстве случа­ ев отказываются от прессования на вертикальных прес­ сах, так как на этих прессах можно получать трубы не­ большой длины. В настоящее время переходят на крупные горизонтальные прессы, на которых можно об­ рабатывать заготовки большой массы. На них обычно получают прессовки более 100 кг. Это выгодно в связи с повышением производительности трубоволочильных цехов, особенно скоростных волочильных барабанов. Катаные или прессованные заготовки обычно сначала протягивают на малые размеры на длинных скоростных волочильных станах или подвергают холодной прокатке на высокопроизводительных прокатных станах, получая трубы.

Имеются противоположные тенденции, например, прессование труб из заготовок малых размеров. В ре­ зультате получают трубы на прессах с небольшим уси­ лием прессования (например, всего 200 Т со стенкой ма­ лой толщины). Эти небольшие заготовки не отливают, а прессуют из заготовок большего диаметра.

Усовершенствование прессов, выпускаемых в СССР,

идет по пути полной их механизации и широкой автома­ тизации. Примером является пресс усилием 3150 тс, ус­ тановленный на Артемовском заводе для производства полуфабрикатов. Пресс питается от гидросистемы дав­ лением 320 кГ/см2, перерабатываются заготовки диамет­ ром 200—420 мм.

Ряд предложений по усовершенствованию техноло­