Сущность процесса прессования сплошных и полых профилей

Для производства прутков, профилей и труб также применяется одна из разновидностей обработки метал­лов давлением — прессование. Этот процесс являет­ся единственным для обработки специальных сталей, цветных металлов и сплавов с низкой пластичностью, а для целого ряда профилей оказывается более эконо­мичным, чем прокатка. Помимо этого прессованием по­лучают изделия очень сложной формы в поперечном се­чении, что невозможно при использовании других спосо­бов обработки пластической деформации.

Различают прессование: прямое, обратное, совмещен­ное с прошивкой для труб, профилей переменного сече­ния, с противодавлением, вакуумное и др.

При прямом методе прессования (рис. 14.7, а) нагретая заготовка 4 закладывается в контейнер пресса 2. С правой стороны контейнера расположены матрицедержатель 6 и закрепленная в нем матрица 5, с левой — пуансон / с пресс-шайбой 3. При сжатии ме­талл заготовки пластически деформируется и течет через выходное отверстие матрицы. В конце хода пуансона в контейнере остается часть металла, называемая пресс-остатком.

Рис. 14.7. Схемы прессования:

а — прямого; б — обратного; в — совмещенного с прошивкой (/ — начало про­шивки;

// — конец прошивки; /// — прессование)

При обратном методе прессования (рис. 14.7, 6) в контейнер 2 входит полый пуансон / с матри­цей 3 на конце. При движении пуансона матрица, воз­действуя на металл заготовки 4, приводит его в пласти­ческое состояние. Металл вытекает через отверстие мат­рицы в обратном направлении. В прямом направлении путь металлу закрыт заглушкой 5 в матрице держателе 6. Прессование обратным методом характеризуется мень­шими отходами и усилиями прессования.

Схемы прессования, совмещенного с про­шивкой, показаны на рис. 14.7, 6. Заготовка 5, поме­щенная в контейнер 3, сжимается пуансоном / и укреп­ленной на его конце пресс-шайбой 4 с усилием Р. На этапе / процесса конец иглы 2 частично внедряется в за­готовку. Затем игла, проходя через отверстия в пуансоне и пресс-шайбе, прошивает заготовку. Через матрицу 6, закрепленную в матрице держателе 7, игла в конце эта­па // выталкивает пробку (на схеме не показано). Этап /// характеризуется дальнейшим движением пуансона и выпрессовыванием металла в виде трубы.

Степень обжатия металла е при прессовании, опреде­ляется отношением разности площадей сечений контей­нера и всех отверстий в матрице к площади контейнера. Обжатие может достигать 90 %, так как металл заготов­ки подвергается всестороннему неравномерному сжатию и имеет повышенную пластичность.

При прессовании используют различные смазочные материалы.

Прессованием обрабатывают углеродистые и легиро­ванные стали; медные, алюминиевые, магниевые, цинко­вые, никелевые и титановые сплавы. Исходными являют­ся литые или прокатанные заготовки.

Прессование позволяет получать путем смены матриц большое разнообразие профилей. При этом значительно улучшаются свойства металлов готовых изделий за счет уплотнения.

Прессованные профили из алюминия, магния и их сплавов являются готовыми изделиями. Точность прессо­ванных профилей более высокая, чем прокатанных.

Из тяжелых цветных металлов (в соответствии с ГОСТом) поставляются прессованные прутки круглые диаметрами, квадратные с размерами стороны и шести­гранные с «размерами под ключ» от 10 до 160 мм.

Деформируемые алюминиевые сплавы используются в виде фасонных профилей, сортовых прутков, проволо­ки и труб, в основном полученных прессованием. Профи­ли (по ГОСТам) поставляются с площадью поперечного сечения до 200 см2 и диаметром описанной окружности до 350 мм. Прутки изготовляются круглыми диаметрами от 5 до 200 мм, квадратными с размерами сторон от 7 до 160 мм, шестигранными с размерами граней от 7 до 110 мм. Трубы выпускаются с наружными диаметрами от 18 до 300 мм и толщиной стенок 1, 5...40 мм.

Из деформируемых магниевых сплавов изготовляют­ся полосы горячепрессованные с площадью поперечного сечения до 130 см2 и профили горячепрессованные сплош­ные и полые с площадью поперечного сечения от 0, 2 до 12 см2 и диаметром описанной окружности не более 150 мм. Точность прессованных изделий достигает 13...17-го квалитетов.

Этапы прессования следующие: подготовка заготовки, заключающаяся в удалении внешних дефектов; обточкой на металлорежущих станках и разрезке на мерные дли­ны; нагрев до заданной температуры; подача нагретого металла в контейнер пресса; выдавливание металла из контейнера через матрицу; отделка полученного изделия, в которую входят отделение пресс-остатка; правка на правильных машинах; удаление дефектов; необходимая термическая обработка.

Недостатки прессования: значительные потери на от­ходы, неравномерность механических свойств по длине и сечению изделия. Инструмент для прессования изготавливается из вы­сококачественных инструментальных сталей и жаропроч­ных сплавов: ЗХ2В8, 4ХВ2С, 4ХН4В, 5ХНМ, 7X3, 38ХМЮА и др.