- 相關推薦
論溫擠壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀與應用
【關鍵詞】：溫擠壓；熱擠壓；冷擠壓
【摘要】：結合國內(nèi)外溫擠壓技術的研究現(xiàn)狀，對溫擠壓的特點、適用范圍以及存在的問題加以介紹和作適當?shù)脑u述。
擠壓技術作為一種高效、優(yōu)質(zhì)、低消耗的少無切屑加工工藝，在、輕工、汽車、宇航、軍工、電器等部門已成為金屬塑性成形加工的一種極重要手段。介于冷擠壓和熱擠壓之間的溫擠壓是近學來國內(nèi)外發(fā)展較快的一種毛坯精化新型工藝。溫擠壓適用于對常溫成形時變形抗力高、塑性差、加工硬化激烈且又很難成形的高強度金屬及耐蝕耐熱鋼、不銹鋼、鐵合金鋼及含鉻量高的鋼等的加工，更適合于形狀復雜的非軸對稱異形零件的成形，在汽車、拖拉機、發(fā)動機、軍工以及航空航天等領域已成了一種不可替代的成形方法，有人預言，溫擠壓件十年內(nèi)應用比重有可能超過冷擠壓件。
1.溫擠壓模具的特點
1.1 與冷擠壓相比的特點
�。�1）金屬塑性提高，變形抗力下降
溫擠壓時可以將坯料加熱到再結晶溫度以下塑性好、變形抗力較低的溫度區(qū)域，以降低變形力。經(jīng)測試，一般情況下溫擠壓的成形力僅為冷擠壓的1/3～l/2，降低了設備噸位和模具負荷。
（2）溫擠壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量接近冷擠壓件
溫擠壓的成形溫度越低，其制件的尺寸精度也越高，表面粗糙度值也越低，更接近于冷擠壓件的質(zhì)量；反之，尺寸精度和表面質(zhì)量隨溫度上升而下降。
�。�3）每道工步的變形量較冷擠壓大，可減少工步數(shù)
由于溫擠壓時金屬塑性好，金屬的流動性能要明顯優(yōu)于冷擠壓，在冷擠壓時要數(shù)道工步完成的成形在溫擠壓時可能只要一道即可完成，生產(chǎn)效率提高。
�。�4）可連續(xù)生產(chǎn)，有利于降低
冷擠壓在多工步成形時，工步間需要進行軟化和潤滑處理。溫擠壓在多工步成形時，一股可在連續(xù)加熱后連續(xù)成形，不需要進行工步間的軟化和表面處理，減低了生產(chǎn)成本。
�。�5）對模具的要求高
冷擠壓時僅需對模具進行潤滑，不考慮漠具的冷卻；而溫擠壓時不僅要對模具進行潤滑，還要給予模具充分冷卻。
1.2 與熱擠壓相比的特點
（1）尺寸精度和表面質(zhì)量遠優(yōu)于熱擠壓件
由于溫擠壓加熱溫度要低于熱擠壓，避開了鋼的劇烈氧化溫度，同樣在非保護氣氛中溫擠壓坯料的氧化極微，無脫碳現(xiàn)象，避免了因氧化、脫碳等造成的缺陷，使擠壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量大大提高。
�。�2）擠壓件得到強化，不需要進行擠壓后熱處理
溫擠壓后可以使擠壓件產(chǎn)生加工硬化，對于低碳鋼而言可以改善切削性能，不需要進行正火調(diào)節(jié)硬度。對于一些不需要進行最終熱處理的零件，溫擠壓的強化作用足以滿足其對力學性能的要求。
�。�3）對校具的使用要求高
熱擠壓時可以對模具進行模內(nèi)循環(huán)水冷卻，也可進行外部噴射水冷卻，而不影響金屬的成形性能。溫擠壓時只能采用模內(nèi)循環(huán)水冷卻，因為外部冷卻水接觸坯料會使坯料過冷，使溫擠壓無法進行。對于一些變形量不大的零件，熱擠壓時可不對坯料進行潤滑處理，也可使模具達到相當?shù)膲勖�。但溫擠壓時，坯料與放具的接觸應力雖比冷擠壓時小得多，但在無潤滑的條件不會出現(xiàn)早期失效。由此可見，溫擠壓對模具的要求比冷、熱擠壓高得多。
�。�4）對坯料的加熱方法要求高
由于溫濟壓埋料加熱時不得出現(xiàn)嚴重的氧化和脫碳政象，對爐溫控制的準確性要求高。故應盡可能采用電加熱方法，如感應加熱和電阻爐加熱等。火焰加熱也僅限于煤氣和天然氣加熱，一般情況下不采用煤或油加熱。
2.國內(nèi)溫擠壓技術研究現(xiàn)狀
我國近幾年在溫擠壓技術方面的研究取得了很大的進展。我國上海大學洪慎章等人利用溫擠壓技術成形了一直靠進口的電機磁極和洗衣機制動輪；青島理工大學田福祥采用浮動的上凹模與下凹模對合結構，溫擠壓成形了3Crl3馬氏體不銹鋼液壓機閥瓣；燕山大學張立玲等人采用熱機藕合彈塑性有限元法溫擠壓成形了20CrMnTi轎車等速萬向節(jié)滑套；廣東陽春軸承廠黃覺亮利用溫擠壓與冷精沖復合工藝成形了W208PPB5外球面方孔軸承。于滬平等采用塑性成形模擬軟件DEFORM；結合剛粘塑性有限元罰函數(shù)法對平面分流模的擠壓變形過程進行了二維模擬，得出了擠壓過程中鋁合金的應力、應變、溫度以及流動速度等的分布特點和變化規(guī)律；劉漢武等利用ANSYS軟件對分流組合模擠壓鋁型材進行了有限元分析和計算，找出了模具設計中不易發(fā)現(xiàn)的結構缺陷；周飛等采用三維剛粘塑性有限元方法，對連續(xù)擠壓過程進行了數(shù)值模擬，分析了連續(xù)擠壓的不同成形階段，給出了成形各階段的應力、應變和溫度場分布情況；馬思群等使用三線非線性有限元分析軟件MSC.marc，對擠壓工藝進行數(shù)值模擬研究，分析了擠壓過程中金屬流動分布規(guī)律，并得到了擠壓過程中變形體中任一指定點應力、溫度隨時間變化的規(guī)律。王彥可等針對輒承保持架溫擠壓模具失效，利用三維繪圖軟件SolidWorks建立保持架凹模的三維模型，將三維模型導入ANSYS有限元軟件進行模擬和分析，發(fā)現(xiàn)應力分布不均勻且應力集中是回模開裂的問題；李更新等人利用Pro/E和DEFORM軟件進行溫濟壓成形數(shù)值模擬解決了20Cr直齒圓柱齒輪齒形角限充不滿的難題�？梢哉f，溫擠壓是一項有效的毛坯精化技術，值得大大推廣。
3.溫擠壓的適用范圍
溫擠壓是一項有效的毛坯精化工藝。它一般不需添加機器設備，工藝也不復雜，而且收效快，值得大力推廣。
當然，溫擠壓與冷擠壓相比，需要增添加熱裝置，產(chǎn)品尺寸精度與表面光潔度雖于冷擠壓較接近，但不免稍差一些，勞動條件由于毛坯加熱也較冷擠壓時差。所以溫擠壓雖有一系列優(yōu)點，但一般說來，在下列三種情況下采用溫擠壓時比較適宜的，即：
�。╨）對于高合金鋼、高強度，用冷擠壓進行大變形加工有困難時；
（2）對于一般材料，用于冷擠壓而壓機噸位不夠時；
�。�3）打算組織連續(xù)生產(chǎn)時。
4.所要解決的主要問題
目前，溫擠壓采用的潤滑劑，雖然有許多進展，但還不能十分令人滿意。同時也還缺乏加工方面的一些實際數(shù)據(jù)，完全適合溫擠壓的模具材料還正在研究試驗。溫擠壓技術遠沒有冷、熱擠壓技術廣泛推廣于我國生產(chǎn)和實際應用，最根本原因之一就是其模具工作零件存在著嚴重的早期失效現(xiàn)象，模具壽命沒有達到預定理想目標，從而影響著溫擠壓技術優(yōu)勢的發(fā)揮。此外相應研究與實踐的資料還不十分完整。因此，要使溫擠壓加工應用范圍迅速發(fā)展，還有許多技術方面的問題有待解決。
參考文獻
[1] 賈俐俐，擠壓工藝及模具[M]，北京：工業(yè)出版牡，2004
[2] 洪深澤，擠壓工藝及模具設計[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1996
[3] 韓剛，擠壓模具早期失效起因與處理[J]，河北冶金，1997，（7）
[4] 楊宏芳，溫擠壓工藝及其應用[J]現(xiàn)代制造工程，2001，（2）：39-40
[5] 吳詩淳，溫擠技術[M]，北京：國防工業(yè)出版社，1979
【論溫擠壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀與應用】相關文章：
溫拌瀝青混合料的應用現(xiàn)狀及發(fā)展11-28
現(xiàn)代模具行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述01-07
論網(wǎng)格技術的現(xiàn)狀及其發(fā)展03-19
論ＩＴ行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展遠景12-11
論社區(qū)護理現(xiàn)狀及其發(fā)展對策12-20
淺談現(xiàn)代教育技術應用的現(xiàn)狀與發(fā)展06-23