книги из ГПНТБ / Хвойка И. Цветные металлы и их сплавы
.pdfДанные о прессуемости алюминия и его сплавов в матрицах мостнкового типа
Металл |
или сплав |
Свариваемость |
Металл пли |
сплав |
Свариваемость |
|
при прессовании |
при прессовании |
|||||
Чистый |
алюми |
Очень хорошая |
А1—Mg2 |
|
Ограниченная |
|
ний |
|
|
|
|
|
|
AI—Мп |
|
Al—Mg3 |
|
Весьма |
ограни |
|
Al—Mgl. |
|
Al—Mg—Si—Pb |
ченная |
|
||
AI—Mg—Si0,5 |
Хорошая, очень |
Al—Cu—Mg** |
Очень |
плохая |
||
AI—Mg—Sil |
хорошая |
Al—Zn—Mg— |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
Al—Zn—Mgl |
Хорошая * |
—Cu** |
|
|
|
|
Al—Cu—Mg— |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
Al—Mg—Si0,8 |
Хорошая, очень |
—Pb** |
|
|
|
|
|
|
хорошая |
Al— Mg5 |
|
|
|
* Зависит от формы и толщины стенки профиля. |
** Практически |
прессовать |
||||
в матрицах мостнкового типа нельзя. |
|
|
|
|
вестные дефекты — прессутяжина, раскрытие концов прессовки, поперечные трещины, поверхностные пузыри, царапины и риски, крупнокристаллический ободок на прутках и профилях. Первые три дефекта обусловлены неравномерностью течения металла. Их образование можно предупредить, например, применением обратного прессования, увеличением длины прессостатков (10— 25% первоначальной длины заготовки), улучшением ка чества поверхности заготовок, применением фасонных прессшайб для регулирования скорости течения мате риала в отдельных участках сечения заготовки.
Подавить образование крупных зерен можно следую щим образом [363]: дополнительным легированием мар ганцем, хромом или цирконием; гомогенизирующим от жигом заготовок перед прессованием; регулированием температур и скорости прессования; изменением течения материала при прессовании; закалкой прессизделий при выходе из матриц1; поддержанием заданной температу
1 Это мероприятие, как правило, не оказывает влияния па ве личину крупнокристаллического ободка. Прим. рей.
ры нагрева; сокращением длительности нагрева; исполь зованием небольших вытяжек и сокращением длитель ности нагрева под закалку.
Кроме сказанного, гомогенизирующий отжиг загото вок несколько снижает требуемые удельные усилия прессования (например, на б—10%).
Очень часто при производстве полых профилей прес сование ведут с применением матриц мостикового типа или других подобных матриц. Так как при этом металл, проходя через матрицу-, сваривается, не каждый сплав
пригоден |
для |
этой технологии. В табл. 17 |
приведены |
||||||||
сплавы, |
пригодные |
для |
прессования |
этим |
способом |
||||||
[364]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Данные |
об условиях |
прессования алюминия и его сплавов |
|
||||||||
|
|
|
2.5 |
|
Выходная скорость, м /м ин, при степени |
||||||
|
|
|
>> = |
Вытяж- |
|
|
сложности профиля |
|
|||
Металл |
или сплав |
o .“ |
|
|
|
|
|
|
|||
к а |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
(1) |
ö |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
о |
|
а |
б |
|
г |
д |
е |
|
|
|
s |
<y |
|
1 Б |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ai 99—99,99 |
420 |
25— |
60 |
60 |
50 |
50 |
50 |
40 |
|||
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
Al—Mg—Si0,5 |
400 |
15—80 |
30 |
25 |
20 |
15 |
12 |
10 |
|||
AI—Mgl, |
AI—Mn |
420 |
15—80 |
20 |
15 |
13,5 |
12 |
11 |
10 |
||
Al—Mg—Sil |
420 |
15—80 |
8 |
6 |
5 |
4 |
3,3 |
3 |
|||
Al—Mg2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Al—Mg—Si |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(с закалкой na |
530 |
15—80 |
4 |
3,3 |
3 |
2,7 |
2,3 |
1,8 |
|||
прессе) |
|
|
|||||||||
Al—Zn—Mgl |
500 |
15—80 |
8 |
6 |
5 |
4 |
3,3 |
3 |
|||
Al—Mg3, |
Al— |
420 |
15—60 |
4 |
3 |
2,5 |
2 |
1,7 |
1,33 |
||
—Mg—Mn |
|
420 |
15—50 1,7 |
1,28 |
|
0,88 |
0,8 |
0,73 |
|||
Al—Mg4-5 |
|
1,1 |
|||||||||
Al—Cu—Mgl |
420 |
15—40 2 |
1,5 |
1,25 |
1 |
0,86 |
0,75 |
||||
Al—Cu—Mg2, AI— |
420 |
15—40 1,33 |
1 |
0,86 |
0,7 |
0,625 |
0,545 |
||||
—Mg7 |
|
|
420 |
15—30 1,2 |
0,92 |
0,77 |
0,625 |
0,545 |
0,58 |
||
Al—Zn—Mg— |
|||||||||||
—Cu 1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а й и e. У е л э в н ы е о и о з и а ч е и и я с т е п е н и с л о ж- п о с т и п р о ф и л я:
а — грубые профили с закругленными гранями; б — профили с острыми сопряжениями граней; в — неравномерные профили и трубы;
г — полые профили со стенками одинаковой толщины; д — полые профили со стенками разной толщины; е — полые профили с числом полостей >1.
Прессуемость алюминия и его сплавов
спла |
вов |
1Группа |
|
|
Металл или сплав |
I |
А1 99,5 |
|
А1— Мп |
и |
Al—Mg—Si0,5 |
|
Al—Mgl |
|
Al—Mg—Sil |
іи |
Al—Si5—Mg |
IV |
Al—Zn—Mgl |
|
Al—Zn—Mg3 |
VAl—Mg3
Al—Mg5
VI Al—Cu—Mgl
Al—Cu—Mg2
VII Al—Zn—Mg—Cu 1,5
Al—Zn8-M g—Cu
Прессуемость сравнениюпо чистымсAl »(прессуемость А!=1)чистого |
Темпера |
Скорость прессования, м/мин |
Максимальная вытяжка |
Диапазон вытясредних жек |
|
тура |
|
|
|
|
деформа |
|
|
|
|
ции, °С |
|
|
|
1 |
420—460 |
20—100 |
1000 |
25— 150 |
3 |
450—500 |
10-60 |
500 |
15—80 |
3 |
490—530 |
10—80 |
300 |
15—80 |
3 |
420—450 |
10—60 |
250 |
15—80 |
8 |
480—520 |
5—20 |
200 |
15—80 |
8 |
480—520 |
8— 15 |
100 |
15—40 |
8 |
420-450 |
8—20 |
200 |
15-80 |
10 |
420—440 |
6—12 |
100 |
15—40 |
10 |
400—450 |
5— 10 |
80 |
15—60 |
20 |
330—400 |
3—6 |
70 |
15—40 |
20 |
400—450 |
3 - 6 |
80 |
15—40 |
40 |
400—450 |
1—2 |
60 |
15—40 |
50 |
360—400 |
1—2 |
60 |
15—30 |
60 |
410—450 |
0,5—1,2 |
40 |
15—30 |
В табл. 18 приведен обзор условий прессования, при
годных для |
отдельных |
сплавов, |
в табл. |
19 — степень |
трудности |
прессования |
сплавов, |
в табл. |
20 — данные |
оминимально достижимых толщинах профилей, а в табл. 21 — обзор основных показателей прессов усилием 300—3000 Т [365—367].
Диаграммы для выбора пресса и определения основ ных параметров процесса прессования алюминиевых сплавов приведены на рис. ПО—112 [368, 369]. Данные
овлиянии автоматизации на показатели работы прессов приведены в табл. 22 [370].
Путем охлаждения прессизделий вентиляторами в процессе их перемещения по столу пресса до темпера туры 175° С в течение 2 мин можно достичь существен-
ta
оca cd
ч
c
и
о
U
о
s
cs
s
X s s
2
cчd
rt
S
»X
<v
4 X
•Ѳ*
о
Q . c
X
X
X <L>
{- o
cd X X
2
4
;О
s
s X
*
X
H
о
о
ВС
<М
Ö
3
'S v o
о
u .
О |
О |
О |
о |
о |
Ю LO CD |
CD CD |
|||
О |
О |
О |
О |
О |
^^ LO ю ю
ОООО О
Tf ^ Ю |
|
|
ООО |
о |
о |
СО с о |
|
|
Ю LO О |
О |
О |
О ) <М с о |
с о с о |
|
ю ю ю |
Ю LO |
|
<М CM СМ |
<М СМ |
|
|
||
о о ю |
о |
о |
<м" ім" <м" |
см см |
|
LO ю о |
ю |
о |
—Г —Г <м" |
—, СМ |
|
|
(М Ю |
|
|
~ |
—1 |
см <м —, .
СО 00 о о о
ОО —■
E 5 х*&
Hg a
с
|
Ю |
|
Ч^О.-н |
— bO |
|
О со |
|
|
СП |
I __ |
ьою |
05 |
ho ho с |
|
à’S S ? |
S « |
|
“ |
I l l |
|
< |
< < < |
< ! < £ |
о
CD
О
CD
5 , 0
о
LO
4 , 0
о
о
с о
о
(М
о
см
LO —,
о
<м
Д,
N
< £
о о
CD h -
o |
о |
r t |
CD |
оо
•4f CD
оо
со" LO
оо
со ю
юо
О) V
о о
<М
LO О
— со
СМ ю
—CN
оо
—сч
с о
ьд
соы>ЬДЧ?л
«au — с
м
о о
со см
оо
г- о
оо
LO <Х>"
о |
о |
СО |
LO |
о |
о |
CM |
LO |
LO |
о |
— |
|
(М о
— СМ
см о
— см"
— СМ ьд ьд
33
ии
<<
о о
^CD
о о
СМ чф
оо
осм
оо
со"о
оо
CD О
оо
LO со
оо
СО t-"
оо
СО CD
ю о <м"ю
оо
см"СО
оо
<М со
3 3
и и
I I
ьд ьд
g s :
LO со
с с
NN
<<
о
о
о
LO
о
о
о
о
о
f-ч
О .
с
ч
X
раз |
|
стенками |
|
со |
|
III — полый |
|
трубы); |
|
(включая |
|
толщины |
|
одинаковой |
полостями). |
со стенками |
|
II — полый |
несколькими |
I — сплошной полуоткрытый; |
толщины (включая профили с |
* |
ной |
Основные показатели прессов различного усилия при производстве пресснзделиіі из алюминия и его сплавов
Показатель |
|
Усилия |
прессования, т |
|
|
||||
300— 100 |
500—600 |
|
1000 |
|
1250 |
|
1-150 |
||
|
|
|
|
|
|||||
Максимальный |
диаметр |
82 |
108— |
|
115 |
|
128 |
|
128— |
обрабатываемых загото |
|
115 |
|
|
|
|
|
153 |
|
вок, м м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная длина за |
300 |
375 |
450 |
|
600 |
|
600 |
||
готовки, м м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная |
скорость |
625 |
625 |
750 |
|
1000 |
|
1250 |
|
прессования, м м /м и н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Типовое вспомогательное |
30—40 |
25—40 |
20—40 |
15—40 |
15—35 |
||||
время, с е к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длительность |
цикла |
50—65 |
55—70 |
60—75 |
65—80 |
65—90 |
|||
прессования, с е к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Производительность |
205— |
400— 435—615 |
660— |
900— |
|||||
прессования: к г / ч r j a o d |
255 |
455 |
|
|
|
890 |
|
1000 |
|
|
|
680— |
1100— |
1600— |
2200— |
2300— |
|||
|
|
900 |
1600 |
2100 |
|
2750 |
|
3600 |
|
|
|
|
|
Продолжение |
|
табл. 21 |
|||
Показатель |
|
Усилия |
прессования, т |
|
|
||||
1550—1675 |
1850—2200 |
2250—2500 |
|
3000 |
|||||
|
|
|
|||||||
Максимальный |
диаметр |
153— 180 |
175—230 |
230—280 |
250—305 |
||||
обрабатываемых |
загото |
|
|
|
|
|
|
|
|
вок, ММ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная длина за |
600—650 |
650—750 |
650—750 |
675—850 |
|||||
готовки, м м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная |
скорость |
1500 |
1500 |
|
|
1750 |
|
1900 |
|
прессования, м м /м и н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Типовое вспомогательное |
15—35 |
15—30 |
|
15—30 |
|
15—30 |
|||
время, с е к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длительность |
цикла |
65—95 |
65—100 |
|
70—100 |
|
75—115 |
||
прессования, с е к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Производительность |
1050— |
2000— |
|
2300— |
|
2500— |
|||
прессования: кг/ч т [год |
1420 |
2150 |
|
|
2550 |
|
2950 |
||
|
|
2700— |
3150— |
|
3600— |
|
4550— |
||
|
|
4500 |
5500 |
|
|
6800 |
|
8100 |
иого улучшения механических свойств некоторых дис персионно твердеющих сплавов. Струя воздуха от вен тилятора (число вентиляторов 2—12) подается обычно под углом 45°.
Большое внима ние уделяется прес сованию сплавов ти па AI—Zn—Mg (4-— 4,5% Zn и 1,5-3% Mg), все шире при-
/2500 |
560 X |
|
|
|
|
|
|
вооо |
500 |
\ |
|
|
|
|
|
7200 |
|
|
|
|
|
|
|
5000 |
|
|
|
|
|
|
|
7,000 |
|
|
|
|
|
|
|
3500 - |
|
|
|
|
|
|
|
2500 |
|
|
|
|
|
|
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
1800 |
|
|
|
|
|
|
|
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
1200-'/ |
|
|
|
|
|
|
|
/0 0 0 |
-7 |
/Iscca / лог. п профиля, лг |
|||||
|
НО90705030/О |
— і і і |
і і |
і |
I |
I |
I |
|
Удельное усилие |
5 /О |
20 |
30 |
ЬО |
50 |
60 |
прессования, лЛ/пп* |
Сечете профиля, спг |
|
Рис. ПО. Диаграмма для вы бора пресса из условий до пустимых нагрузок на прессштемпель (цифры у кри вы х — усилия пресса, Т)
J — верхний предел допустимой нагрузки на прессштемпель; // — нижний предел
Рис. ІИ. Диаграмма для определения ра циональной вытяжки при прессовании в з а висимости от сечения профиля и диаметра окружности, описанной вокруг него (циф ры у кривых — вытяжка):
д — область |
оптимальных деформаций; |
g — область |
малых деформаций (иереко- |
мсндусмых) |
|
меняемых для строительных и других конструкций. Прессизделия из этих сплавов при выходе из матрицы целесообразно закаливать.
В последние годы существенно расширились возмож ности прессования алюминия и его сплавов благодаря применению матриц новых типов. К изготовляемым из этих материалов изделиям относятся [371]: трубы теп лообменников (в матрицах мостикового типа); капил лярные трубки для холодильного оборудования; широ кие профили (в так называемых расширительных матри цах), у которых ширина профиля больше диаметра заготовки; ступенчатые профили; комбинированные
Таблица 22
Влияние степени автоматизации на показатели производства труб
Металл |
Тип пресса |
или сплав |
ч 5 s Я
Р^»шга
Заготовки
S
га 2 аЧ
масса, кг
А1 99,5 |
Полностью |
автоматизирован |
2000 |
195X70 |
56,4 |
|
|
ны, новый |
|
|
|
|
|
|
Полуавтоматизированньш |
|
1250 |
135X370 |
14,5 |
|
|
Старой конструкции, без |
авто |
1800 |
220X280 |
28,1 |
|
|
матики |
|
|
|
|
|
AI—Mg—Si 1 |
Полностью |
автоматизирован |
2000 |
172X450 |
28,3 |
|
|
ный новый |
|
|
|
|
|
|
Полуавтоматизированнын |
|
1250 |
135X280 |
14,5 |
|
|
Старой конструкции, без |
авто |
1800 |
220X280 |
28,1 |
|
|
матики |
|
|
|
|
|
Al—Mg3 |
Полностью |
автоматизирован |
2000 |
172X350 |
22 |
|
|
ный, новый |
|
|
|
|
|
|
Полуавтоматизированнын |
|
1250 |
135X400 |
14,5 |
|
|
Старой конструкции, без |
авто |
1800 |
260X305 |
39 |
|
|
матики |
|
|
|
|
|
из алюминия и его сплавов
Способ прессования |
Диаметр |
труб, м м |
Матрица |
мостикового |
40/35 |
типа |
|
|
То же |
|
34/30 |
Прессование с прошивкой |
35/31 |
|
|
£ |
Трудозатра |
|
|
Ô « |
О |
ты, щ на 1 т |
|
|
ш |
|||
|
ÛJ а |
о |
прессовок |
|
|
g-ü |
о |
|
|
|
О) |
|
|
|
Вытяжка |
JD |
о. |
прессена |
всего |
и S |
У W |
|||
|
о Е |
с |
|
|
|
о Й |
О 5а* |
|
|
|
Q. Й |
и |
|
|
|
2 о |
|
|
|
|
* я |
|
|
|
107 |
60 |
42 |
4 ,9 |
68,4 |
77 |
60 |
40 |
20 |
86 ,5 |
200 |
30 |
18 |
40 |
144 |
Прессование с прошивкой |
45/40 |
70 |
23 |
23 |
9 ,8 |
78 ,8 |
Прессование из полой за |
38/33 |
53 |
18 |
18 |
22 |
104,9 |
готовки |
|
|
|
|
|
|
Прессование с прошивкой |
3 6 ,5 /3 1 ,7 |
153 |
8 |
12 |
60 |
187 |
Прессование с прошивкой |
45/40 |
70 |
8 ,5 |
17 |
17,8 |
87,1 |
Прессование из полой за |
38/33 |
52 |
6 |
12 |
28 |
105,1 |
готовки |
|
|
|
|
|
|
Прессование с прошивкой |
4 7 /4 0 ,5 |
124 |
2,5 |
4 |
130 |
296 |
профили; трубы со спиральными внутренними пазами; тонкостенные профили, например со стенкой толщиной 0,75 мм, с допусками по толщине ±0,05 мм.
Для строительных |
целей |
пригодны |
профили типа |
|
Snap |
Lock, которые |
легко |
заходят |
один в другой |
(рис. |
113). |
|
|
|
Рис. 112. Диаграмма для выбора пресса при заданных удельном усилии и диаметре контейнера. Пример выбора показан жирной линией
Некоторые зарубежные фирмы выпускают профили из сплавов алюминия, у которых при прессовании обра зуются полости или бороздки. В них вкладывают, на пример, стальные стержни или профили для повышения прочностных характеристик. Некоторые примеры таких профилей приведены на рис. 114.
Для повышения скорости прессования можно приме нять один из следующих способов:
1)после нагрева заготовок до достаточно высокой
температуры поверхность их |
охлаждают струей воды |
il затем заготовку прессуют |
при пониженной темпера- |
туре (например, охлаждение с температуры 510—550 до 390—410° С);
2)выбирают узкий диапазон содержаний легирую щих элементов;
3)применяют все меры для снижения содержания
неметаллических включений; 4) перед прессованием осуществляют гомогенизиру
ющий отжиг заготовок.
Рис. 113. Примеры продольного со- |
Рис. IIP Типы профилей из алюмшше- |
членешш прессованных профилей |
вых сплавов, армированных сталью |
из алюминиевых сплавов |
|
Изготовители смазок, оказывающих большое влия ние на ход и результаты прессования, постоянно разра батывают и поставляют новые виды смазки (таким крупным изготовителем является фирма Graphite Pro ducts Согр. в Брукфилде, США). Эти смазки наносят на торцы заготовок еще перед их нагревом, так как смазоч ная способность смазок сохраняется и после нагрева.
Хотя алюминиевая проволока все больше производит ся путем непрерывного литья и прокатки, а масштабы ее прокатки из вайербарсов все время сокращаются, все же часть проволоки из алюминия, и особенно из некото рых его сплавов производится выдавливанием на прес сах усилием около 2500 т. Если прессование проволоки осуществляется прерывистым способом, масса бунтов составляет всего около 100 кг, тогда как при непрерыв ном прессовании (заготовка за заготовкой) масса бун тов достигает 3 г. Представляется целесообразным прес сованную проволоку сразу после выхода из матриц охлаждать водой, что позволяет предупредить слипание витков при сматывании в бунты. Кроме того, дисперси онно твердеющие сплавы получаются с лучшими меха ническими свойствами.
Условия прессования проволоки из алюминия и его сплавов приведены в табл. 23.