.3挤压坯料的制备.ppt

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1、挤压工艺及模具设计王春华2012.2第三章挤压坯料的制备本章内容：挤压常用材料挤压坯料的制备方法一、模具在挤压过程中承受的应力1.承受大的挤压力：金属在冷挤压时的变形抗力很大。如低碳钢反挤压的单位挤压力可达2000～3000(兆帕)，当润滑和表面处理不当时，甚至高达3000～3500(兆帕)，这个数值已超过了一般模具钢的弹性极限，有可能使模具在挤压过程中产生微量的塑性变形，而使挤压件尺寸精度较差，严重时将发生模具的破损。2、因偏心负荷而引起的弯曲应力：因毛坯两端不平，毛坯与凹模间隙大，模具加工及装配的同轴度偏差过大等原因，都会引起凸模承受较大的偏心弯曲应力，而导致模具早期折

2、断。3、连续作用的冲击力：机械式的冷挤压机，实际上是以连续的冲击式施加负荷于模具上。近年来，虽然广泛采用了液压缓冲装置，但仍不可能完全消除这种冲击负荷。对于高硬度(HRC≥60)的模具，当存在某些表面和内部缺陷时，会引起应力集中而过早脆裂。4、模具表面磨损：模腔内的金属在强大外力作用下，产生塑性流动时，会引起模具表面的磨损。当模具表面存在贫碳、软点(硬度偏低)、组织不均匀等缺陷时，会加速模具的磨损产生模具表面早期破坏。5、模具温度升高而加速模具的磨损：由于金属的变形与摩擦原因而产生的热量，在连续生产过程中，会使模具的温度逐步上升：可能达到200℃甚至更高，对于一些模具材料，

3、会产生回火作用，而降低模具的性能。二、冷挤压工艺对模具材料的要求1.具有高的强韧性：模具在挤压过程中要同时承受极大地挤压力、弯曲应力、冲击等复杂的负荷。故要求所选用的材料，经过热处理后，应具有高的强韧性。因此，模具材料应有良好的淬透性(保证模具能淬透)及均匀的组织。大块的碳化物及严重的偏折，纤维方向性和非金属夹杂等内部缺陷，都会使模具的强韧性降低，或在受负荷时引起应力集中，造成模具早期破坏。2.足够的热稳定性：当连续生产时，模具的温升有时达到或超过200℃，这对用160～180℃作回火温度的模具材料，会使强度、硬度下降，故用于温升较高的模具材料，应具备良好的抗回火稳定性。3

4、.良好的耐磨性钢的硬度与耐磨性在一定条件下是成正比的。故要求模具材料不但要有足够的淬透性，还要有高的淬硬性。但除了硬度外，决定钢的耐磨性的还有热处理后基体组织的粗细成分、析出碳化物相多少、大小、类型、分散度等。如高速钢与低合金工具钢，虽然热处理后具有同样的硬度值，实际使用时，前者耐磨性要高得多，而含有80%以上WC的硬质合金，其耐磨性比钢材高数十倍。所以，在大批量的挤压生产时，为得到模具长的使用寿命，仍然多用价格高、工艺性复杂的高速钢、硬质合金为模具材料。4.良好的工艺性：冷挤压模具的制造周期长，工艺复杂，精度要求高。一般均须经过锻造、切削加工、热处理、磨削或其它精加工等。

5、故只有工艺性比较良好的材料，才能满足生产上的需要。三、冷挤压常用材料四、选用模具材料的原则1.挤压纯铝、纯铜等有色金属零件时，应选用较差的模具材料。挤压黄铜、硬铝时，尤其是反挤压黑色金属的零件时，应选用高铬合金工具钢、高速钢或硬质合金等优质模具材料。2.用于大批量生产的模具应选较好的模具材料；而对于试制或小批量生产的模具，则可选用寿命短、加工方便，费用低的模具材料。3.大批量生产形状简单圆形零件，一般应选用硬度高、耐磨性好的模具材料。而对于形状复杂的零件由于过渡部分应力集中较大，且在模具热处理时，该部分会产生较大的内应力，又由于外表部分的摩擦面积显著，单位挤压力加大，因此一

6、般不宜采用高碳合金工具钢作模具材料，宜用中碳合金工具钢作模具材料，以保证良好的强韧性。4.冷挤压凹模在挤压过程中受到很大的切向拉应力。因此，要求模具材料具有较好的抗拉强度。冷挤压凸模在挤压时受到强烈的反复压缩作用。因此要求模具材料具有足够的抗压强度和耐热疲劳性。5.较小零件的模具成本较低，一般可选用较好的模具材料；尺寸较大的零件所用的模具也较大，大模具造价较高，一般应选价廉的模具材料。6.反挤压时，凸模是成形的关键零件，极易磨损。因此，反挤压凸模或正挤压凹模应选择耐磨性高的模具材料。四、冷挤压常用原材料的形态1、线材：线材主要用于镦挤螺栓之类的标准件或火花塞壳体等大批量的小

7、型挤压件。一般线材的直径为3-25mm，个别情况可达35mm。线材料表面进行特殊的表面及润滑处理，用于多工位自动冷镦机成形，材料利用率高，生产效率极高。2、棒材冷挤压坯料采用棒料较多，一般用于单工序的挤压设备。与线材相比其生产效率较低，但其全部表面可以进行表面及润滑处理3、管料管料为无缝钢管或热挤铝管、铜管等，可以作为空心件的正挤压或反挤压坯料使用。某些形状尺寸冷挤压件，采用管料作为挤压坯料比用实心棒料来得经济，同时挤压力也有较大的下降。4、板料当毛坯的长径比较小时，或者在挤压有色金属零件外形为非圆形时，可以采用板