Прессование. Метод прессования. Прямое прессование. Обратное прессование.

Прессование – вид обработки давлением, при котором металл выдавливается из замкнутой полости через отверстие в матрице, соответствующее сечению прессуемого профиля.

Это современный способ получения различных профильных заготовок: прутков диаметром 3…250 мм, труб диаметром 20…400 мм с толщиной стенки 1,5…15 мм, профилей сложного сечения сплошных и полых с площадью поперечного сечения до 500 см2.

Впервые метод был научно обоснован академиком Курнаковым Н.С. в 1813 году и применялся главным образом для получения прутков и труб из оловянисто-свинцовых сплавов. В настоящее время в качестве исходной заготовки используют слитки или прокат из углеродистых и легированных сталей, а также из цветных металлов и сплавов на их основе (медь, алюминий, магний, титан, цинк, никель, цирконий, уран, торий).

Технологический процесс прессования включает операции:

  • подготовка заготовки к прессованию (разрезка, предварительное обтачивание на станке, так как качество поверхности заготовки оказывает влияние на качество и точность профиля);
  • нагрев заготовки с последующей очисткой от окалины;
  • укладка заготовки в контейнер ;
  • непосредственно процесс прессования;
  • отделка изделия (отделение пресс-остатка, разрезка).

Прессование производится на гидравлических прессах с вертикальным или горизонтальным расположением плунжера, мощностью до 10 000 т.

Применяются две метода прессования: прямой и обратный (рисунок).

Схема прессования

а — прямое прессование; б — обратное прессование

1 – готовый пруток; 2 – матрица; 3 – заготовка; 4 — пуансон

Прямое прессование

При прямом прессовании движение пуансона пресса и истечение металла через отверстие матрицы происходят в одном направлении. При прямом прессовании требуется прикладывать значительно большее усилие, так как часть его затрачивается на преодоление трения при перемещении металла заготовки внутри контейнера. Пресс-остаток составляет 18…20 % от массы заготовки (в некоторых случаях – 30…40 %). Но процесс характеризуется более высоким качеством поверхности, схема прессования более простая.

Обратное прессование

При обратном прессовании заготовку закладывают в глухой контейнер, и она при прессовании остается неподвижной, а истечение металла из отверстия матрицы, которая крепится на конце полого пуансона, происходит в направлении, обратном движению пуансона с матрицей. Обратное прессование требует меньших усилий, пресс-остаток составляет 5…6 %. Однако меньшая деформация приводит к тому, что прессованный пруток сохраняет следы структуры литого металла. Конструктивная схема более сложная.

Процесс прессования характеризуется следующими основными параметрами: коэффициентом вытяжки, степенью деформации и скоростью истечения металла из очка матрицы.

Коэффициент вытяжки λ определяют как отношение площади сечения контейнера Fк к площади сечения всех отверстий матрицы Fм.

Степень деформации:

Скорость истечения металла из очка матрицы пропорциональна коэффициенту вытяжки и определяется по формуле:

Vп– скорость прессования (скорость движения пуансона)

При прессовании металл подвергается всестороннему неравномерному сжатию и имеет очень высокую пластичность.

К основным преимуществам прессования относятся:

  • возможность обработки металлов, которые из-за низкой пластичности другими методами обработать невозможно;
  • возможность получения практически любого профиля поперечного сечения;
  • получение широкого сортамента изделий на одном и том же прессовом оборудовании с заменой только матрицы;
  • высокая производительность, до 2…3 м/мин.

Недостатки прессования:

  • повышенный расход металла на единицу изделия из-за потерь в виде пресс-остатка;
  • появление в некоторых случаях заметной неравномерности механических свойств по длине и поперечному сечению изделия;
  • высокая стоимость и низкая стойкость прессового инструмента;
  • высокая энергоемкость.
Благотворительный интернет-фонд Помоги.Орг