Суть процесса прессования. Основные преимущества и недостатки процесса прессования в сравнении с другими процессами ОМД.

Процесс прессования находит широкое применение при пластической обработке металлов как в горячем, так и в холодном состоянии, причем металлов, не только имеющих высокую пластичность, но и обладающих значительной природной жесткостью. При прессовании металл выдавливается из контейнера через одно или несколько отверстий в матрице, при этом получаются изделия вполне определенной формы поперечного сечения, меньшего в сравнении с размерами исходного продукта.
Прессованием производят прутки диаметром 3-250 мм, трубы диаметром 20-400 мм при толщине стенки 1, 5-12 мм, полые профили с несколькими каналами сложного сечения, с наружными и внутренними ребрами, разнообразные профили с постоянным и изменяющимся (плавно или ступенчато) сечением по длине.

Прессование профилей для изготовления деталей машин и несущих конструкций часто оказывается более экономичным, чем прокатка, штамповка или отливка с последующей механической обработкой для получения таких же профилей. Кроме того, прессованием возможно изготовление изделий весьма сложной конфигурации, что невозможно другими способами пластической обработки.

К основным преимуществам процесса прессования следует отнести:

o возможность успешной пластической обработки с высокими вытяжками, в том числе малопластичных по природе металлов и сплавов;

o возможность получения изделия практически любого поперечного сечения, что при обработке металла другими способами не всегда удается;

o более низкие капитальные затраты, чем при прокатке;

o пластичность металла при прессовании выше, так как металл в контейнере находится в условиях всестороннего сжатия; а это играет большую роль при производстве изделий из труднодеформируемых сплавов и при необходимости получения большой вытяжки (до 50-100, а для алюминия до 1000), в то время как при прокатке за один проход вытяжка обычно меньше 2;

o перестройка пресса на изделие нового профиля гораздо легче, быстрее и дешевле, чем прокатного стана;

o возможность получения изделий широкого сортамента на одном и том же прессовом оборудовании с заменой только матрицы;

o производство изделий с высоким качеством поверхности и высокой точностью размеров поперечного сечения, что во многих случаях превышает принятую точность при пластической обработке металла другими способами (например, при прокатке).

К недостаткам производства изделий прессованием следует отнести:

o повышенный расход металла на единицу изделия из-за существенных потерь в виде прессостатка;

o появление в некоторых случаях заметной неравномерности механических и других свойств по длине и поперечному сечению изделия;

o сравнительно высокую стоимость прессового инструмента;

o меньшие стойкость инструмента и производительность пресса по сравнению с прокатным станом.

Существуют два метода получения изделий прессованием металла:

o прямой (рисунок а)

o обратный (обращенный) (рисунок б).

В данной классификации независимо от перемещения в пространстве контейнера матрицы за основу принято наличие или отсутствие поступательного перемещения металла относительно стенок приемника - контейнера (смотри рисунок), за исключением небольших участков вблизи матрицы, называемых мертвыми зонами, где перемещение металла отсутствует. При прямом способе наблюдается перемещение деформируемого тела по поверхности контейнера, при обратном - перемещение по стенкам контейнера отсутствует.

1 - контейнер;
2 - матрицедержатель;
3 - матрица;
4 - пруток;
5 -слиток;
6 - пресс-шайба

Благодаря определенным преимуществам, а главное - напряженному состоянию, повышающему пластичность, и возможности получения пресс-изделий сложной формы, прессование начинают широко применять при производстве изделий из титана и его сплавов, жаропрочных никелевых сплавов и сталей и других труднодеформируемых и маловязких материалов.

При прессовании контактное трение существенно влияет на весь ход процесса. Особенно заметна роль трения при прямом методе прессования. В данном случае при движении металлу приходится преодолевать значительное трение по стенкам контейнера (к-к-к), внутренней поверхности матрицы (м-м) и поверхности выходного очка о, (рисунок а). Все это вызывает неравномерное истечение металла из очка матрицы.

При обратном прессовании (рисунок б) перемещение металла сосредоточивается только вблизи матрицы (м-м) и около поверхности очка о. При этом наблюдается пониженный расход энергии на выполнение прессования, так как необходимое усилие прессования в 1, 5-2 раза ниже, чем при прямом методе. Однако обращенный способ имеет ряд существенных недостатков. К ним прежде всего следует отнести сокращенный сортамент получаемых изделий, иногда меньшую производительность, а качество поверхности изделий может быть ниже. По этим причинам обращенный способ получил меньшее распространение, чем прямой.

С лекции: прессование и прокатка:

«+ прессования» прессование более гибкий способ ОМД; прессование позволяет обрабатывать больший список металлов и сплавов; прессование позволяет получить изделия, которые нельзя получить прокаткой.

«– прессования» стойкость рабочего инструмента ниже, очень нагруженная матрица, высокие напряжения.

Прессование и волочение: Некоторые виды изделий можно получить только прессование и никакими другими видами ОМД. В прессовании деформирующим является подирающее, в волочении – тянущее, в связи с этим напряженное деформированное состояние различное. При прессовании напряженное состояние – всестороннее неравномерное сжатие. При волочении: двухстороннее сжатие, одностороннее растяжение. При этом пластичность металла при прессовании выше и поэтому можно выполнять процесс прессования с высокой степенью деформации.

Преимущества и недостатки прямого метода:

«–» давление прессования выше, чем при обратном;

«+» удаление прессостатка легче чем при обратном.