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什么是挤压变形?工艺实现有什么特点?

 

挤压变形是在凸模压力下,使模腔内的毛坯经由膜孔或模具的缝隙挤出的变形方式,在锻模、胎膜锻工艺中,经常使用挤压变形工序(工步)。挤压可以在专用的挤压机上进行,也可以在液压机、模锻压力机、锤类设备或螺旋压力机上进行。
   根据挤压时金属的流动方向与凸模运动方向的关系,挤压变形分为四种:(a)正挤压   金属流动方向与凸模运动方向相同;(b)反挤压   金属流动方向与凸模运动方向相反;(c)复合挤压   金属顺凸模运动方向和相反方向同时流动;(d)径向挤压   金属流动方向与凸模运动方向相垂直。
   正挤压前后毛坯纵剖面上网格的变化:大部分横线都弯曲,弯曲程度各处不同,表明变形不均匀:挤出部分横线弯曲很大,原因是凹模与毛坯间存在着摩擦力,外层金属的轴向流动比中心部分小;润滑条件较好时,变形区几种在凹模出口附近;在凹模出口附近的角部,有一部分金属在挤压过程中不参加变形,称为死区。
   挤压变形时,静水压力作用很强,因此,可以提高塑性,有利用较低塑性材料的成形;有利于压合毛坯内部的微观缺陷,提高零件的强度、疲劳极限等性能,使采用低强度材料代替贵重的高强度材料称为可能。但是另一方面,毛坯变形所需要的挤压力很大。模具承受来自毛坯的很大的反作用力,可能接近甚至超过模具材料的强度极限。并且,模具在与毛坯接触的表面上还要受到剧烈的磨损。因此,挤压极限变形程度经常不是受毛坯塑性的限制,而是受模具材料强度和模具寿命的限制。
   提高挤压极限变形程度的方法,一般是在挤压前进行热处理,降低毛坯的屈服应力,使单位挤压力控制在模具强度允许的范围之内。为了提高模具的强度与寿命,应采用高强度、耐疲劳、耐磨损的模具材料;可以对模具进行表面处理(镀铬、氮化、渗硼、渗合金碳化物等);经常采用组合模具。此外,毛坯与模具间的摩擦直接影响挤压件的质量、挤压力、模具的强度和寿命等,要求模具工作表面应足够光洁,并且要采用良好的润滑方法。
   模锻中采用的挤压一般分为热挤压和温挤压。热挤压时,挤压力较小,可以挤压强度较高、尺寸较大的工件;毛坯塑性好,可以增加变形程度,减少变形工序。但是热挤压对模具材料的耐热性有要求;挤压件表面粗糙度与尺寸精度较低。因此,温挤压也得到广泛采用。温压件的加热温度一般在再结晶温度附近。温挤压时,变形抗力比热挤压大,但毛坯氧化程度小,挤压件的精度、表面光洁程度都明显提高;容易实现形变热处理,提高了挤压件的力学性能。
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