擠壓變形是在凸模壓力下,使模腔內(nèi)的毛坯經(jīng)由膜孔或模具的縫隙擠出的變形方式,在鍛模、胎膜鍛工藝中,經(jīng)常使用擠壓變形工序(工步)。擠壓可以在專用的擠壓機(jī)上進(jìn)行,也可以在液壓機(jī)、模鍛壓力機(jī)、錘類設(shè)備或螺旋壓力機(jī)上進(jìn)行。
根據(jù)擠壓時(shí)金屬的流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系,擠壓變形分為四種:(a)正擠壓 金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同;(b)反擠壓 金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反;(c)復(fù)合擠壓 金屬順凸模運(yùn)動(dòng)方向和相反方向同時(shí)流動(dòng);(d)徑向擠壓 金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相垂直。
正擠壓前后毛坯縱剖面上網(wǎng)格的變化:大部分橫線都彎曲,彎曲程度各處不同,表明變形不均勻:擠出部分橫線彎曲很大,原因是凹模與毛坯間存在著摩擦力,外層金屬的軸向流動(dòng)比中心部分小;潤(rùn)滑條件較好時(shí),變形區(qū)幾種在凹模出口附近;在凹模出口附近的角部,有一部分金屬在擠壓過(guò)程中不參加變形,稱為死區(qū)。
擠壓變形時(shí),靜水壓力作用很強(qiáng),因此,可以提高塑性,有利用較低塑性材料的成形;有利于壓合毛坯內(nèi)部的微觀缺陷,提高零件的強(qiáng)度、疲勞極限等性能,使采用低強(qiáng)度材料代替貴重的高強(qiáng)度材料稱為可能。但是另一方面,毛坯變形所需要的擠壓力很大。模具承受來(lái)自毛坯的很大的反作用力,可能接近甚至超過(guò)模具材料的強(qiáng)度極限。并且,模具在與毛坯接觸的表面上還要受到劇烈的磨損。因此,擠壓極限變形程度經(jīng)常不是受毛坯塑性的限制,而是受模具材料強(qiáng)度和模具壽命的限制。
提高擠壓極限變形程度的方法,一般是在擠壓前進(jìn)行熱處理,降低毛坯的屈服應(yīng)力,使單位擠壓力控制在模具強(qiáng)度允許的范圍之內(nèi)。為了提高模具的強(qiáng)度與壽命,應(yīng)采用高強(qiáng)度、耐疲勞、耐磨損的模具材料;可以對(duì)模具進(jìn)行表面處理(鍍鉻、氮化、滲硼、滲合金碳化物等);經(jīng)常采用組合模具。此外,毛坯與模具間的摩擦直接影響擠壓件的質(zhì)量、擠壓力、模具的強(qiáng)度和壽命等,要求模具工作表面應(yīng)足夠光潔,并且要采用良好的潤(rùn)滑方法。
模鍛中采用的擠壓一般分為熱擠壓和溫?cái)D壓。熱擠壓時(shí),擠壓力較小,可以擠壓強(qiáng)度較高、尺寸較大的工件;毛坯塑性好,可以增加變形程度,減少變形工序。但是熱擠壓對(duì)模具材料的耐熱性有要求;擠壓件表面粗糙度與尺寸精度較低。因此,溫?cái)D壓也得到廣泛采用。溫壓件的加熱溫度一般在再結(jié)晶溫度附近。溫?cái)D壓時(shí),變形抗力比熱擠壓大,但毛坯氧化程度小,擠壓件的精度、表面光潔程度都明顯提高;容易實(shí)現(xiàn)形變熱處理,提高了擠壓件的力學(xué)性能。