9.3.1擠壓力的確定
確定冷擠壓時的壓力是相當重要的。首先,它是選擇擠壓機噸位的重要數據,壓力機噸位按下式計算:
其次,冷擠壓時,單位擠壓力很大,而目前一般模具材料所能承受的最大單位壓力為2500~3000MPa,超過此值會降低模具壽命。因此需要計算各變形工序的單位擠壓力,以便各個變形工序的變形程度合理分配。如某一工序計算出的單位擠壓力超過了模具的許用應力,則應采取相應措施改善它。如可以減小變形程度,增加工序次數,改變變形方式等。
擠壓過程中擠壓力的變化一般可分為三個階段。拖拉機手柄套零件,對其進行反擠壓時實測的擠壓力波形。
第一階段:凸模接觸工件,先使金屬充滿模腔,然後開始反向流動。這一階段壓力是急劇上升的。
第二階段:凸模繼續向下運動,金屬作穩定的反向流動。此階段壓力基本保持不變(略有升高或降低)。
第三階段:擠到所規定的尺寸,凸模開始回程,擠壓力立即下降。
9.3.2影響單位擠壓力的主要因素
9.3.2.1擠壓材料及變形程度的影響
擠壓材料及變形程度是決定變形力的最主要因素。不同材料有不同的化學成分及金相組織,因而有不同的強度極限(σb)及屈服極限(σs)。σb、σs高,變形力就高。為不同鋼種、不同變形程度的單位擠壓力。一般而言,擠壓力隨鋼中合金含量增加而增加。擠壓力隨含碳量的增加迅速上升。
同一鋼種,不同熱處理狀態,σb、σs也不一樣,擠壓力也不同,因此擠壓前均應對坯料進行軟化退火處理,以降低擠壓力。
變形程度對擠壓力的影響:反擠壓時,擠壓力與變形程度的關係曲線近似於拋物線,在變形程度為40%~50%時,擠壓力最小。正擠時(包括實心件和空心件),擠壓力與變形程度關係曲線近似於雙曲線,隨變形程度的增加,擠壓力也隨之增加。
9.3.2.2潤滑的影響
潤滑在冷擠壓成形中是極為關鍵的,如果沒有合適的潤滑,鋼冷擠壓生產將是不可能的,而潤滑條件不同對擠壓力的影響也很大。
為未潤滑及用磷化加黃油潤滑後擠壓力的比較。為三種不同表麵處理對擠壓力的影響,由圖可見,鍍鋅效果較好,但成本高,且麻煩,所以目前生產上均采用磷化處理加工合適的潤滑劑。
9.3.2.3模具形狀的影響