Технологии прессования цветных металлов и сплавов ,стали

Прессование меди

Процесс прессования медных сплавов и меди стал применяться раньше чем он был применен на других металлах. Раньше считалось, что обрабатывать медь прессованием нерационально из-за ее повышенной окисляемости при нагреве. Из меди прессуют трубы прутки профиля. Марки меди М0,М1,М2,М3,М4. Часто медные прессизделия служат заготовками для дальнейшего производства. Прессованием получают трубы диаметром от φ20x15 до φ560х15 прутки диаметром от 14 до 170 мм.

Вследствие высокой теплопроводности приводящей к незначительному температурному перепаду, характер течения меди отличается большой размерностью. Медь различных марок катодное и раскисленная фосфором (остаточное содержание от 4 до 15 %) текут при прессовании по разному. Так медь высокой электропроводности бескислородная вакуумная медь по характера течения может быть отнесена по 2-му далее 3-му типу. Медь раскисленная фосфором имеет капиллярный характер течения. Пленка окислов у фосфорной меди обладает смазывающим действие. С повышением температуры пластичность меди увеличивается. Понижение пластичности может наступить в результате раскристаллизации появления зоны хрупкости около 500 градусов С.

С другой стороны с повышением температуры нагрева резко увеличивается окисляемость. Если окисляемость при 500 ⁰С принять за единицу то температуре 700-750⁰С окисляемость составит 4-6 единиц, а при температуре 850-950⁰С – 12-16 единиц. Поэтому нужно стремиться прессовать при возможно малых температурах. Здесь ограничение - усиление пресса.

Если при температуре 950 ⁰С количество труб с пузырями - 100%, то при 850⁰С таких труб было 60%, а при 775⁰С – 15%.

Хорошие пластические свойства позволяют прессовать медь с большими вытяжками и большими скоростями истечения.

Прессование латуни

Большинство сплавов прессуют на заготовки для труб, прутков, проволоки и профилей. Марки – Л96, Л90, Л85, Л80, Л62, ХС-59-1 и т.д.

Из диаграммы состояния системы Cu-Zn следует, что латуни обладают разной структурой α,α+β и β, что и обуславливает разные их свойства при прессовании.Большинство сплавов прессуют на заготовки для труб, прутков, некруглых профилей. Чем больше в сплаве цинка, тем больше неравномерность истечения этого сплава.

Температурный интервал прессования: латунь (α+β) – 650-800⁰С; латунь α – 700-825⁰С. Изменение твердости в зависимости от t˚ α-20% Zn, (α+β)-42% Zn,ρ-48% Zn.

α- латуни прессуются при низких скоростях истечения V ист=10 50 см/сек (α+β) – латуни –при высоких скоростях: V ист 600 см/сек.

Давление истечения достигает max при 12% Zn.

Различие теплопроводности разных марок латуни определяет разный характер течения

	Л96	Л90	Л80	Л68	Л62	Л59
теплопроводность
Кал/см сек

Так сплав Л96, обладает почти такой же теплопроводностью какой и медь, и течет также как и медь. С увеличением содержания Zn и с уменьшением теплопроводности неравномерность течения латуни растет.

Прессование бронз

Бронзы прессуют на прутки; проволоку; изготавливают втулки и др. детали, работающие на трение, т.к. бронза не очень пластична, то понижение скорости истечения дает возможность вести прессование с лучшими результатами.

t˚-ый интервал прессования:

- бериллиевые бронзы – 700 780 ⁰С

- хромистые бронзы - 850 950 ⁰С.

Класс бронз очень велик:

Алюминиевые (БрА5, Бр АЖН 10-4-4)

Оловянные (БРОФ 6,5- 915 и др.)

Кремниевые (БрКМУ 3-1)

Бериллиевые (БрБ2)

При прессование алюминиевых бронз возникают высокие напряжения трения. Это происходит из-за неравномерности течения металла и образования прессутяжины. Поэтому алюминиевые бронзы прессуют с рубашкой, оставляя большие прессостатки.

Бронзы других составов меньше привариваются к инструменту и будучи сравнительно теплопроводными деформируются с меньшей неравномерностью. В целом из-за низкой пластичности бронз прессования ведут с низкими скоростями истечения.

Технология прессования никеля и его сплавов

Чистый никель прессованию почти не подвергают. Зато большое применение получили сплавы на никелевой основе технологический процесс прессования никеля специфичен из-за:

1. Высокого сопротивления деформации;

2. Большого упрочнения при обработке даже с высокими температурами нагрева;

3. Резко выраженной базовой неоднородности.

Горячее прессование никелиевых сплавов было освоено лишь после применения стекло смазок прессового инструмента. Для нанесения смазки на стенки контейнера нагретый слиток или заготовку перед подачей в контейнер прокатывают по столику, на котором размещен слой порошка стеклосмазки. Для нанесения смазки на матрицу между матрицей и слитком помещают специально сделанную прокладку- стеклошайбу. Прокладка расплавляется от тепла нагретого слитка и становится эффективной смазкой матрицы. Температурный интервал прессования от 900 до 1170 ⁰С. Скорость истечения до 35 см/с.

Технология прессования титана и его сплавов

Титан и его сплавы обладают рядом особенностей, которые затрудняют их прессование. В чистом виде титан применяется мало из-за невысокой прочности. Наиболее широкое применение получили сплавы с различными добавками упрочнителей. Титан существует в двух полиморфных модификациях α до 882 ⁰С ГПУ решетка, β свыше 882 ⁰С ОЦК решетка.

Наиболее важные свойства титановых сплавов, которые определяют температурный интервал прессования – окисляемость и рост зерна при α→β переходе.

Для: ВТЛ 750- 800 ⁰С, ВТЗ-1 и ВТЧ- 800-900⁰С, ВТБ 850-950 ⁰С. При отсутствия пресса с высоким удельным давлением Т˚ нагрева можно ↗ до 1000-1050⁰С. Скорость истечения высокая. Прессования титана требует специальных условий. Получают трубы, прутки, профили и минимальной толщиной стенки 5 мм. Прессуют со смазкой контейнера и матрицы. Коэффициент вытяжки λ = 20-100.

На поверхности прессизделий из титановых сплавов образуются окислы титана, обладающие высокой твердостью и резко влияющие на стойкость инструмента. Кроме того под пленкой окислов, образуется так называется альфированный слой, также отличающийся повышенной твердостью.

Инструмент из традиционных сталей 3Х2В8Ф и P18 стоят несколько прессовок. Здесь применяют жаропрочные сплавы типа ЖС6К.

В качестве смазки применяют смеси рассплавленных солей Ba Cl и NaCl в отношении 85:15,а также стеклосмазки.

Технология прессования стали

Способ известен давно. Широкое применение получен после второй мировой войны. Процесс прессования в производстве стальных труб считается рентабельным если:

1. Необходимо выпускать большой сортамент по размерам и маркам стали;

2. В случае производства труб из труднодеформируемых и хрупких сортов стали;

3. При производстве профилей сложных сечений, сплошных и полых, а также длинных труб с тонкими стенками.

Для прессования труб из легированных и углеродистых сталей применяют метанную заготовку, для труб из высоко легированных сталей и сплавов-кованную. Иногда литую (требуются большие усилия деформирования). Трубы прессуют диаметром от 70 до 510 мм, минимальная площадь поперечного сечения 3 см².

Температурный интервал горячего прессования находятся в пределах 900-1300⁰С. Характер истечения стали и железоуглеродистых сплавов можно отнести к 1 типу(ламинарному).

В качестве смазки используют стекло(аналогия с прессованием никеля). Иногда, заготовку завертывают в стеклоткань.

2. 11 Холодное, теплое и горячее прессование

В связи с тем, что холодное прессование требует для своего осуществления применения весьма высоких давлений, которые не всегда можно достичь, иногда применяют так называемое «теплое» прессование с относительно небольшого относительно горячего процесса предварительным подогревом заготовки. Теплое- промежуточное между холодным и горячим прессованием.

Холодное прессование

Это прессование при дорекристаллизованной температуре Тпр 0,2,- 0,25 Тпл. Применяется в основном для изготовления профилей и труб ограниченной длины из AL, Cu,Mg, Zn и их сплавов. Этот процесс осуществляют на прессовых установках с применением высоких энергий(энергия взрыва, высокоскоростного удара, импульсного магнитного поля). Холодное прессование повышает механические свойства профилей. Так предел прочности, предел текучести и твердость увеличиваются в 2-3 раза, что позволяет применять для деталей машин менее дорогие материалы. Метод обеспечивает высокое качество поверхности (шероховатость 0,32-2,5 мкм) и точность (9-11 квалитет). Недостатки: для реализации метода требуется весьма высокое давление, низкая стойкость матриц.

Горячее и теплое прессование.

Реализуется при температурах Тпр 0;0,5-0,6 Тпл – горячее.

0,2-0,25 Тпл. Тпр 0,5-0,6 Тпл.- теплое.

Нагрев слитка позволяет увеличить пластичность металла и уменьшить сопротивление деформированию.

Дата добавления: 2014-10-17