ПРЕССОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ
способ обработки
давлением, заключающийся в выдавливании (экструдировании) металла из замкнутой
полости (контейнера) через отверстие матрицы, форма и размеры к-рого определяют
сечение прессуемого профиля. При П. м. создаётся высокое гидростатич. давление,
вследствие чего значительно повышается пластичность металла. Прессованием
можно обрабатывать мн. хрупкие материалы, не поддающиеся обработке другими
способами (прокаткой, ковкой, волочением). Различают следующие виды П.
м. (рис.): с прямым истечением металла (направление движения металла совпадает
с направлением движения пресс-шайбы -схемы а и б) и с обратным (металл
течёт навстречу движению матрицы, к-рая выполняет также функции пресс-шайбы,-
схемы в и г).
При П. м. с прямым истечением профиля сплошного
сечения пресс-штемпель через пресс-шайбу передаёт давление на заготовку,
находящуюся в контейнере.
При этом металл заготовки выдавливается
в отверстие матрицы, закреплённой в матрице держателе, и образует профиль.
Скорость истечения профиля во столько раз превышает скорость движения пресс-штемпеля
(скорость прессования), во сколько раз площадь сечения полости контейнера
больше площади отверстия в матрице. Отношение указанных площадей наз. коэфф.
вытяжки. При прессовании трубы с прямым истечением металл заготовки выдавливается
в кольцевой зазор между матрицей и иглой, образуя трубу заданной конфигурации.
В этом случае заготовка перемещается не только относительно контейнера,
но и относительно иглы.
При П. м. с обратным истечением силовое
воздействие на заготовку осуществляется через контейнер, получающий движение
в направлении, указанном стрелкой, через укороченный пресс-штемпель-пробку,
запирающую контейнер. С др. стороны контейнер запирается удлинённым матрицедержателем,
в к-ром закреплена матрица. При перемещении контейнера вместе с ним перемещается
заготовка, и металл выдавливается в канал матрицы, образуя профиль.
При П. м. с прямым истечением вследствие
трения металла о поверхность контейнера периферийные слои заготовки испытывают
значительно более высокие сдвиговые деформации, чем центральные слои. Неравномерность
деформации приводит к различию структуры и свойств по сечению изделия;
особенно заметно это при прессовании прутков большого диаметра. При П.
м. с обратным истечением трение металла о поверхность контейнера отсутствует,
вследствие чего неравномерность структуры и свойств по сечению изделия
значительно меньше. Кроме того, при обратном истечении значительно меньше
усилия, требуемые для П. м., благодаря чему возможно снижение темп-ры нагрева
заготовок и повышение скорости процесса.
Для получения труб и полых профилей из
алюминиевых и магниевых, а в нек-рых случаях медных и титановых сплавов
используется также П. м. со сваркой (схема д). Заготовка под давлением,
передаваемым пресс-штемпелем, рассекается гребнем матрицы в зависимости
от его конструкции на 2 или неск. потоков металла. Эти потоки затем под
действием высокого давления свариваются, охватывая сплошной массой иглу
матрицы, выполненную за одно целое с гребнем. Окон чательно труба формируется
в кольцевом зазоре между матрицей и иглой.
Схемы прессования профиля сплошного сечения
с прямым истечением (а), трубы с прямым истечением (б), профиля сплошного
сечения с обратным истечением (в), трубы с обратным истечением (г), трубы
или полого профиля из заготовки сплошного сечения (прессование со сваркой,
Э); 1 - заготовка; 2 - пресс-штемпель; 3 - пресс-шайба; 4
- контейнер; 5 - матрица; 6 - матрицедержатель; 7- пресс-изделие;
8
- игла; 9 - иглодержатель; 10 - пробка.
Существуют и другие способы прессования:
труб из сплошной заготовки с предварительной прошивкой её иглой; сплошных
и полых профилей плавно-переменного или ступенчато-переменного сечения;
широких ребристых листов (панелей) из плоского (щелевого) контейнера и
т. д. Пром. применение находит также гидростатич. П. м. (гидроэкструзия),
при к-ром давление на заготовку передаётся через жидкость. При этом способе
силовое поле создаётся жидкостью высокого давления, подаваемой в контейнер
от внешнего источника, или давлением на жидкость уплотнённого пресс-штемпеля.
В совр. установках для гидростатич. П. м. давление жидкости в контейнере
достигает примерно 3 Гн/м2 (30 000 кгс/см2).
П. м. осуществляется как с предварительным
нагревом заготовки и инструмента, так и без нагрева. Холодное прессование
(т. е. без нагрева) используют при обработке легкодеформируемых металлов
(олова, свинца, чистого алюминия). Холодное гидростатич. прессование вследствие
весьма высоких давлений и отсутствия трения заготовки о поверхность контейнера
позволяет обрабатывать и более труднодеформируемые металлы и сплавы (дуралюмины,
медные сплавы, стали). Горячим прессованием получают изделия из различных
металлов и сплавов: алюминиевых, титановых, медных, никелевых, а также
тугоплавких металлов. Наиболее высокие темп-ры нагрева заготовок (до 1600-1800
°С) используют при прессовании вольфрама и молибдена.
П. м. осуществляют на горизонтальных гидравлич.
прессах;
реже,
в основном при прессований труб и гидроэкструзии, используют вертикальные
гидравлич. прессы. В нек-рых случаях для холодного прессования труб из
легкодеформируемых металлов используют прессы с механич. приводом. П. м.
позволяет получать сплошные профили с площадью сечения 0,3-1500 см2и
диаметром описанной окружности 1,5-90
см, круглые прутки диаметром
0,6-60 см и трубы диаметром 0,8-120 см с толщиной стенки
0,1-10 см.
Лит.: Перлин И. Л., Теория прессования
металлов, М., 1964; Прозоров Л. В., Прессование стали в тугоплавких сплавов,
2 изд., М., 1969; Жолобов В. В., Зверев Г. И., Прессование металлов, 2
изд., М., 1971; Ерманок М. 3., Производство полых профилей из алюминиевых
сплавов прессованием со сваркой, М., 1972;
КолпашниковА. И., Вялов В. А., Гидропрессование
металлов, М., 1973.
М. З. Ерманок.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я