高性能的(de)材料,普遍(bian)存在(zai)著低塑(su)性和(he)(he)難(nan)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)的(de)不利(li)成(cheng)型(xing)(xing)條(tiao)件(jian)。從提高材料變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)能力(li)的(de)角度(du)出發,在(zai)擠壓過程中,材料一(yi)直處于三向(xiang)不均勻壓縮(suo)的(de)體應(ying)力(li)狀(zhuang)態之(zhi)下,其變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)圖(tu)示呈現(xian)為兩向(xiang)壓縮(suo)和(he)(he)一(yi)向(xiang)壓延的(de)狀(zhuang)態。即整(zheng)個變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)過程是(shi)在(zai)兩向(xiang)強壓縮(suo)和(he)(he)一(yi)向(xiang)弱壓縮(suo)條(tiao)件(jian)下,按(an)照金屬變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)的(de)最小阻力(li)定律完成(cheng)。在(zai)這(zhe)種應(ying)力(li)狀(zhuang)態和(he)(he)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)圖(tu)示條(tiao)件(jian)下,變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)金屬呈現(xian)出最大的(de)塑(su)性指(zhi)標。這(zhe)對于低塑(su)性和(he)(he)難(nan)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)材料的(de)加工(gong)成(cheng)型(xing)(xing)是(shi)十分有利(li)的(de)。
熱擠壓(ya)法(fa)可以(yi)讓采用(yong)鍛(duan)造和(he)軋制(zhi)的方法(fa)都難以(yi)加工的低塑性高合金(jin)鋼和(he)合金(jin)以(yi)及難熔金(jin)屬材(cai)(cai)料鎢、鉬、鉭、鈮等順利地實現(xian)變(bian)形。也可以(yi)將這類(lei)材(cai)(cai)料在(zai)高的壓(ya)力(800~1500MPa)條件(jian)下進(jin)行預(yu)變(bian)形開坯(pi),破(po)碎粗晶結構,提高材(cai)(cai)料塑性為進(jin)一步(bu)鍛(duan)造和(he)軋制(zhi)等再加工創(chuang)造條件(jian)。
特殊治金已獲得的重大成就之一,是成功研制出在高溫下具有良好使用性能鋼管熱擠壓的新型熱強鋼和合金。這些材料由于復雜的化學成分和組織結構,同時又具有的塑性,因此難以使其成型。例如,含鉻量5%~30%的耐(nai)熱不銹鋼、高溫合金、Inconel 合金、lncoloy 合金、 Hastalloy 合金、尼莫尼克合金 Ugimet合金、Zr-2 合金,以及鎢、鉬、鉭、鈮基多種合金。這類合金在鍛軋時,難以獲得意的結果,或導致較高的消耗系數,從而影響到產品的成本。
國(guo)外(wai)一般采(cai)用(yong)熱擠壓(ya)法規模生(sheng)產這類材(cai)(cai)料的棒(bang)材(cai)(cai)、管(guan)材(cai)(cai)、扁材(cai)(cai)、方材(cai)(cai)和(he)異型材(cai)(cai)。如美國(guo)亭(ting)廷頓國(guo)際公司( Huntington Internationa),用(yong)4000噸擠壓(ya)機為(wei)制造業、造船業和(he)其(qi)他工業技術部門提供蒙乃爾( Monel)合(he)金、 Inconel合(he)金管(guan)材(cai)(cai)和(he)其(qi)他鎳基(ji)合(he)金管(guan)材(cai)(cai)。
美國(guo)柯蒂斯·萊特( Curtiss Wright)公司,采用(yong)鉬、鋯、鈹擠壓(ya)(ya)(ya)成管子、扁材(cai)(cai)(cai)、棒材(cai)(cai)(cai)、方(fang)材(cai)(cai)(cai)。1958年又(you)安裝了10800噸壓(ya)(ya)(ya)機(ji)生(sheng)產(chan)(chan)制造飛機(ji)發(fa)動(dong)機(ji)用(yong)的(de)(de)(de)各種材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)零件和(he)型材(cai)(cai)(cai),口徑為90mm的(de)(de)(de)階梯(ti)形炮筒(tong),重(zhong)量(liang)達2噸的(de)(de)(de)鋼(gang)管和(he)每米重(zhong)49~130kg的(de)(de)(de)型材(cai)(cai)(cai)。1961年,18000噸的(de)(de)(de)框架式(shi)(shi)立式(shi)(shi)擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)投產(chan)(chan),生(sheng)產(chan)(chan)單重(zhong)為13.5噸的(de)(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)和(he)單重(zhong)達2.7噸的(de)(de)(de)變截面(mian)的(de)(de)(de)鉻鎳鋼(gang)的(de)(de)(de)噴氣式(shi)(shi)飛機(ji)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)軸。采用(yong)立式(shi)(shi)擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)好處(chu)是加工制品(pin)時,既進(jin)行了體積沖壓(ya)(ya)(ya),同(tong)時又(you)進(jin)行了垂直擠壓(ya)(ya)(ya),制品(pin)的(de)(de)(de)定中心(xin)比(bi)較精準(zhun)。
英國建成的5臺臥式(shi)(shi)液(ye)壓(ya)(ya)擠壓(ya)(ya)機,用于專門生產鎳基合(he)金產品(pin)。其中4000噸(dun)和6000噸(dun)立式(shi)(shi)擠壓(ya)(ya)機各1臺,由德國施勞曼公司制造(zao);2000噸(dun)和5000噸(dun)臥式(shi)(shi)擠壓(ya)(ya)機各1臺,由勞威公司制造(zao);另1臺噸(dun)位為3500噸(dun)的臥式(shi)(shi)擠壓(ya)(ya)機由菲爾汀公司提(ti)供。
英(ying)國著名的(de)國際鎳公司亨利·維金的(de)一個工廠安裝有(you)3500噸(dun)和5000噸(dun)臥(wo)式擠壓機各(ge)1臺,用于生產直徑為φ13~127mm的(de)鎳合金圓(yuan)棒,36mm×6mm~20mm×7.7mm的(de)扁材(cai)(cai)和直徑為41mm-216mm的(de)鎳及其合金管子,以(yi)及制造圓(yuan)環(huan)和數百(bai)種規格的(de)透平葉片等各(ge)種異型材(cai)(cai)。
英國菲爾汀公司專(zhuan)門為高(gao)溫合金的(de)(de)擠(ji)壓(ya)設計制(zhi)造(zao)了(le)專(zhuan)用的(de)(de)擠(ji)壓(ya)機,考慮(lv)了(le)有溫合金擠(ji)壓(ya)時的(de)(de)各種有關(guan)工藝要求(qiu)。擠(ji)壓(ya)機的(de)(de)結構可以按照規定的(de)(de)工藝程序進行擠(ji)壓(ya),并且程序被(bei)記錄在穿孔卡片(pian)上(shang),放置在由(you)擠(ji)壓(ya)機自動控制(zhi)的(de)(de)電子系統在擠(ji)壓(ya)機上(shang)精確地按擠(ji)壓(ya)速度為 3.8mm~76.2mm/s 擠(ji)壓(ya)型材,隨(sui)后被(bei)彎成圓環(huan)并焊接其端部(bu),作為飛機噴氣發動機的(de)(de)零件,以達到最小的(de)(de)機械加工量(liang)。