擠壓用材的選擇
發(fā)布時(shí)間:2006-07-03
發(fā)布者: 孟武功 專(zhuān)家
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評(píng)論數(shù): 3

擠壓用材的選擇
  制造機(jī)械零件的金屬材料很多,但目前能進(jìn)行冷擠壓的金屬材料種類(lèi)是有限的。除有色金屬及其合金外,在50年代能擠壓的鋼種僅限于低碳鋼。到60年代至70年代,中碳鋼、低合金鋼、軸承鋼等都可在不同程度上用冷擠壓方法進(jìn)行加工。因此,可以看出,隨著冷擠壓的不斷發(fā)展,可以冷擠壓的鋼種也在逐漸增多。

一、擠壓工藝對(duì)材料的要求

  用于冷擠壓的金屬材料最好能具備如下性質(zhì):

  1.較低的強(qiáng)度,較好的塑性:材料強(qiáng)度低,使擠壓時(shí)變形抗力小,從而能降低設(shè)備噸位,提高模具壽命;且不會(huì)在變形中產(chǎn)生裂紋。影響這二個(gè)性能的主要因素是金屬材料的性質(zhì)。以鋼為例,化學(xué)成分中影響較大的是含碳量,如圖1所示,含碳量增加0.l%,它的強(qiáng)度就要提高600~800(兆帕),收縮率及延伸率相應(yīng)減小。其它合金元素對(duì)鋼強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖2,其中含硅影響較大,含硅在0.3%以下是可以冷擠的。含硅過(guò)大即便含碳很低,也使鋼材變硬變脆,不宜冷擠。加入其它合金元素,一般使強(qiáng)度提高,而降低了冷擠壓性能。硫磷是有害無(wú)利,應(yīng)盡量減少,一般應(yīng)在 0.04%以下,其它不利的雜質(zhì)應(yīng)盡量減少。
  普通轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼,因含氣量,含磷、硫量均較高,所以冷擠壓性能不及平爐、電爐純氧頂吹轉(zhuǎn)爐所煉的鋼。沸騰鋼偏析較嚴(yán)重,且較硬,冷擠壓性能不如鎮(zhèn)靜鋼。
從金相組織看,鋼材應(yīng)進(jìn)行軟化退火處理,而且最好使球光體化,并盡可能均勻分布,成堆的珠光體分布,容易引起裂紋;晶粒大小對(duì)材料性能也有一定影響,晶粒過(guò)細(xì)使擠壓力增大,晶粒過(guò)大,又會(huì)使工件表面粗糙,比較合適的晶粒度是五至八級(jí)。

  2.要考慮材料的冷作硬化:鋼零件在冷擠壓中會(huì)發(fā)生冷作硬化現(xiàn)象。這種現(xiàn)象隨變形程度的增加而增加,不同鋼種,冷作硬化的敏感性不一樣,冷作硬化敏感性大的材料,擠壓時(shí),擠壓力會(huì)急劇上升。冷作硬化的敏感性越低,對(duì)擠壓越有利。另外隨合碳量的增加、冷作硬化的敏感性就增大。

二、擠壓用材現(xiàn)狀

  目前國(guó)內(nèi)用于冷擠壓的材料品種在不斷擴(kuò)大,據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)有:

  1.有色金屬:有鋁及其合金,銅及其合金,鋅及其合金等。
  鋁其合金:如L1,L2,L3,L4,L5,LF1,LF5,LF21及LY11,LY12,L12,LD10。
  銅及其合金:如T1、T2、T3;TU1、TU2、H70、H68、H62;QSn6.5~0.15等。
  鋅及其合金:如Zn1、Zn2;
  鎳:純鎳、鎳銅合金等。

  2.鋼和深沖鋼:A1、A2、A3、B1、B2、Q195、Q215、Q235、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、S10A、S15、A、S20A。ST12、ST14、SPCC,SPCE等等。


圖1 鋼中含碳量對(duì)性能的影響 圖2 合金元素對(duì)鋼強(qiáng)度的影響

  3.合金鋼:15Cr、20Cr、40Cr、20MnV、16Mn、20Mn、18CrMnTi、20CrMo、12CrNiTi、30CrMnSi、35CrMnSi、35CrMo。

  4.工具鋼、合金工具鋼和高速鋼:T7、T8、T10、Cr12MoV、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V。

  5.軸承鋼:GCr15、GCr9。

  6.不銹鋼:1Cr13、2Cr13、0Cr18NiTi、1Cr18Ni9Ti、0Cr12Ni12、GH132。

三、擠壓用材的發(fā)展

  有一些專(zhuān)門(mén)適合于冷擠壓的鋼種。如“硼鋼”就是其中之一,這種鋼含碳量為0.15~0.23%加入0.002%的硼并適當(dāng)提高含錳量,冷擠壓時(shí)變形力很小,如反擠時(shí)擠壓力比45鋼小20%,但熱處理后的可達(dá)1400兆帕。

  除上述金屬以外,通過(guò)幾年來(lái)的實(shí)踐說(shuō)明還可用改變變形條件,對(duì)某些脆性金屬和半脆性金屬進(jìn)行擠壓,例如對(duì)鋁硅合金(ZL108)、高鋁鋅合金(ZnAl27)等進(jìn)行擠壓。

國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的超塑性擠壓技術(shù)用于模具鋼及一些難變形鋼種也取得了令人振奮的成果,隨著成果的不斷推廣與應(yīng)用對(duì)我們行業(yè)發(fā)展必將代來(lái)巨大的推動(dòng)作用。

全部評(píng)論 共 3
評(píng)論者:網(wǎng)友
我看過(guò)孟先生發(fā)表的很多文章,覺(jué)得很好,我1970年至今在螺絲行業(yè),希望孟先生發(fā)表更細(xì)述,更深入,可操作性的作品,例如:什么樣的材質(zhì),生產(chǎn)什么品種,對(duì)材料性能的抗拉值,硬度值的泛圍要求等性能,舉例說(shuō)明,不知孟先生看法如何?
2007-07-31
評(píng)論者:龍橋華
我廠(chǎng)在純鎳反擠壓工藝上出了很大的問(wèn)題,希望有專(zhuān)家?guī)椭?。郵箱:jx_XL5868@163.com
2007-05-08
評(píng)論者:馬偉
技術(shù)真是學(xué)不完啊,沒(méi)底啊,,沒(méi)個(gè)東西都是一門(mén)學(xué)問(wèn)。。
2007-03-16
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