Некоторые новые разновидности прессования

Прессовщики постоянно ищут пути устранения некоторых недостатков прессования, методы получения пресс-изделий из новых, как правило, прочных, подчас хрупких материалов. Много внимания в настоящее время уделяется разработке гидропрессования. Если при обычном прессовании, которое можно назвать механическим, усилие пресса на заготовку передается через жесткий пресс-штемпель, то при гидропрессовании в качестве инструмента, передающего давление от силовой установки, служит жидкая среда (рабочая жидкость). Схема гидропрессования приведена на рис. 14.

Рис. 14. Схема гидропрессования: 1 — пресс-штемпель; 1 — рабочая жидкость; 3 — уплотнение; 4 — контейнер; 5 — заготовка; 6 — матрица

Рабочая жидкость содержит и смазывающие вещества, поэтому она не только передает давление, но и служит смазкой между заготовкой и инструментом. Жидкость под высоким давлением подается в контейнер, который некоторое время представляет замкнутый объем. Затем давление в контейнере поднимается до уровня, достаточного для начала истечения металла, и начинается выдавливание заготовки через матрицу. При этом жидкость, обтекая с высокой скоростью заготовку, облегчает ее выдавливание. Пресс-изделие выходит из матрицы, отделённое от нее слоем вытекающей жидкости, металл заготовки нигде не контактирует с матрицей. Такое прессование проходит в условиях так называемого жидкостного трения.

Высокое гидростатическое давление жидкости, действующее на металл заготовки со всех сторон равномерно, и отсутствие сухого трения о контейнер дают возможность прессовать и хрупкие металлы, которые при механическом прессовании могут растрескиваться. В этом основное преимущество гидропрессования. Кроме того, нужно отметить как положительное возможность прессования заготовок большой длины и произвольной формы: например, заготовки, свернутые в моток. Гидропрессование привлекает многих исследователей, однако оно до сих пор еще не освоено в широких промышленных масштабах.

Непрерывное прессование. Если сравнить прессование с современной прокаткой полосы, то недостатки прессования очевидны — это прерывный, т. е. состоящий из отдельных циклов процесс, каждый цикл которого состоит из вспомогательного периода, начального и конечного. Их условия деформации нестабильны. Прокатка же полосы — процесс непрерывный, здесь отсутствуют потери времени на вспомогательные операции, условия деформации стабильны. Непрерывный процесс также более высокопроизводителен, чем циклический, обеспечивает более высокие качества продукции, больший выход годного. Поэтому исследователи ищут пути перевода прессования на непрерывный режим. Это — весьма сложная задача, к настоящему времени ее удалось решить для некоторых алюминиевых сплавов.

Изотермическое прессование характеризуется тем, что температура заготовки и контейнера одинаковы, т. е. перепада температуры между ними нет. При таких условиях неравномерность деформации снижается, а это положительно сказывается на структуре пресс-изделия: она становится более равномерной и, как следствие, более равномерными по сечению пресс-изделия становятся его механические свойства. При одинаковой температуре заготовки и контейнера можно создать условия прессования, при которых температура пресс-изделия может быть одинаковой и по всей его длине. При этом стабильность механических свойств пресс-изделий также повышается и открывается возможность закаливать на столе пресса профили из сплавов, имеющих узкий температурный интервал закалки.

Условия изотермического прессования можно осуществить, применяя один из следующих приемов: регулирование скорости истечения по специальной программе, которая поддерживается с помощью управляющих электронно-вычислительных машин, или прессование из заготовки градиентно нагретой (т. е. с заданным перепадом температуры по ее длине). Наиболее близко к осуществлению в промышленных масштабах изотермическое прессование алюминиевых сплавов.