Прессование

Прессование — процесс выдавливания металла из контейнера через од­но или несколько отверстий в матрице с площадью меньшей, чем попереч­ное сечение исходной заготовки. При прессовании реализуется одна из са­мых благоприятных схем нагружения, обеспечивающая максимальную пла­стичность — всестороннее неравномерное сжатие. Это позволяет обрабаты­вать даже малопластичные материалы. Обыч­но коэффициент вытяжки при прессовании составляет 10—50, а в отдельных случаях мо­жет быть значительно выше.

Прессование может выполняться двумя методами — прямым и обратным (рис. 19.13). При прямом методе заготовку / поме­щают в полость контейнера 2 и с помощью мощного пресса через пуансон 3 и пресс-шай­бу 4 выдавливают нагретый или холодный металл через отверстие в матрице 5, укреплен­ной в матрице-держателе 6.

При обратном прессовании (рис. 19.13, б) давление пресса передается через полый пуансон 3 с смонтированной внутри его матрицей 5. Таким образом, ме­талл заготовки / течет навстречу движению пуансона.

Рис. 19.13. Схемы прессова­ния прямого (а), обратного (б) и получение пустотелого (в) профиля на примере трубы: 1 — заготовка; 2 — контейнер; 3 — пуансон; 4 — пресс-шайба; 5 — матрица; 6 — матрица-держа­тель; 7 — заглушка; 8 — игла

При прямом прессовании требуется при­кладывать значительно большее усилие, так как часть его затрачивается на преодоление трения при перемещении металла заготовки внутри матрицы. Отчасти поэтому значитель­ная часть металла заготовки не может быть выдавлена из контейнера. Остающаяся его

часть — пресс-остаток — составляет в отдельных случаях 30—40% от массы исходной заготовки.

Усилие при обратном прессовании примерно на 25% меньше, пресс-остаток также почти вдвое меньше, чем при прямом.

Однако сложность конструкции пресса, ограниченность размеров полу­чаемых изделий по длине препятствуют широкому применению способа об­ратного прессования.

К достоинствам процесса прессования следует отнести возможность по­лучения изделий сложных профилей, в том числе и пустотелых, не только из высокопластичных, но и малопластичных металлов и сплавов; универсаль­ность применяемого оборудования, позволяющего легко переходить на про­изводство профилей различных конфигураций; достаточно высокую точ­ность размеров и малую шероховатость поверхности получаемых изделий. На рис.19.13, в представлена схема получения пустотелого профиля типа тонкостенной трубы. Инструмент для прессования — контейнер, матрица, пресс-шайбы, иглы — работают в очень сложных условиях: больших удель­ных давлений до 150 кгс/мм² и часто при высоких температурах. Темпера­турный интервал прессования цветных металлов 500—900 °С, а сталей, ни­келевых и титановых сплавов 1000—1250 °С. Поэтому для изготовления ин­струмента применяют дорогие материалы с повышенными жаростойкостью и прочностными характеристиками. Стоимость комплекта инструмента для получения пустотелых профилей иногда достигает 15% от стоимости всего агрегата.

В качестве силового агрегата для прессования наибольшее распростра­нение получили гидравлические прессы с усилием прессования 1000—5000 т. Они не боятся перегрузки, позволяют регулировать в широких пределах ско­рость перемещения силового плунжера, легко автоматизируются, в том чис­ле с помощью систем программного управления.

Прессование широко применяют для получения изделий из меди, лату­ни, бронзы, алюминия, магния, цинка, титана, сталей, сплавов никеля.

Качество получаемого продукта в существенной степени зависит от пра­вильности выбранного режима и качества исходной заготовки. Например, мини­мальная вытяжка должна быть не менее 10-кратной; допускаются вытяжки весь­ма значительные: для меди — 280, латуни — 700, алюминия — 1000.

Считается оптимальным отношение длины к диаметру заготовки, равное 2—3 при производстве сплошных профилей и 1,5—2 для пустотелых.

Подготовка исходной заготовки заключается в зачистке поверхности и удалении обнаруженных дефектов, прошивке отверстий при производстве полых профилей, нанесении технологической смазки на поверхность. Роль смазки чрезвычайно высока: она снижает усилие деформирования, уменьша­ет неравномерность течения металла при прессовании, удлиняет срок служ­бы инструмента, повышает качество поверхности.

Выбор состава смазки зависит от рода обрабатываемого материала. Это может быть графит, добавляемый в минеральные масла, добавки кани­фоли. Для стали, сплавов никеля и титана, прессование которых ведут при высоких температурах, в качест­ве смазки применяют стекло.

Рис. 19.14.Примеры прессованных профилей

На рис. 19.14 представлены при­меры поперечного сечения профилей, полученных прессованием.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные виды прокатных станов.

2. Каковы основные операции при прокатке бесшовных труб?

3. Как осуществляется процесс волочения проволоки и труб? В чем отличия в обо­рудовании?

4. Сущность процесса прессования. Что такое прямое, обратное прессование?

5. Почему пресс-остаток при прямом прессовании больше, чем при обратном?