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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。
* p8 n- B8 c( f' J( f一,、擠壓工藝對(duì)材料的要求
1 A% {! z( P' O# {: G 用于冷擠壓的金屬材料最好能具備如下性質(zhì): ' M; I/ G3 V' [
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,,晶粒過細(xì)使擠壓力增大,,晶粒過大,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 X! V5 n" q( C2 B# y 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。 2 @% _" z: ]# T2 n& L
二,、擠壓用材現(xiàn)狀
* y" P0 K4 C( Z9 Y, v 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:
2 N7 B. C$ j. b! d9 M 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,。
$ P6 k7 ?9 s% W0 O0 U 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,。 |
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 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。
6 U d7 j) E8 b7 a 4.工具鋼,、合金工具鋼和高速鋼:T7,、T8、T10,、Cr12MoV,、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V,。
' o$ d$ C D5 `' l4 s' h 5.軸承鋼:GCr15,、GCr9。 # y+ k8 |* q% w: y8 p* {
6.不銹鋼:1Cr13,、2Cr13,、0Cr18NiTi、1Cr18Ni9Ti,、0Cr12Ni12,、GH132。 - N) R/ \! i! A0 s; [4 i2 k3 z
三,、擠壓用材的發(fā)展
& S9 P2 D- e2 M; [7 R" Z$ z$ n' x: F 有一些專門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,。
: O5 l- a! f0 }( V8 n, X5 \1 n5 m' t 除上述金屬以外,,通過幾年來的實(shí)踐說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。
( p: H+ |4 W2 m. b3 Y0 B) Q8 {" i$ x國(guó)內(nèi)外研究開發(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)展必將代來巨大的推動(dòng)作用,。 | |
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