Свойства сплавов, подвергаемых прессованию

Выше мы уже говорили о том, что прессованию подвергают самые различные сплавы, которые и прессуются по-разному. Одни, как, например, мягкие алюминиевые сплавы, прессуются легко — допускают высокие скорости истечения, требуют небольших давлений и прессуются в виде профилей самых сложных конфигураций. Другие —стали, титановые, жаропрочные, тугоплавкие сплавы прессуются значительно тяжелее — требуется высокая температура нагрева заготовок, большие давления на пресс-шайбе, сортамент пресс-изделий ограничен: можно прессовать профили несложных конфигураций, например, уголки, тавры, зет-образные профили, имеющие относительно толстые стенки. Прессовщик должен знать особенности прессуемости сплавов.
О способности металлов к прессованию можно судить на основе различных показателей. Общее представление прежде всего можно получить, ознакомившись со значениями механических свойств металлов. Обычно эти значения приводятся в различных справочниках и другой технической литературе, где рассматриваются свойства металлов. Достаточно знать предел текучести, 00,2, МПа, относительное удлинение, δ, % или сужение ψ %, чтобы определить способность сплава к прессованию. Эти показатели находят при механических испытаниях металлов. Из металлической заготовки вырезают образец определенных стандартных размеров и формы, затем этот образец на специальной испытательной машине нагружают (например, растягивают) вплоть до его разрыва. По мере нагружения автоматически записываются величины нагрузки и соответствующей деформации (в данном случае, удлинения образца и уменьшения его диаметра), а затем на основе этих величин определяют механические свойства металла, в том числе и названные выше. Из испытаний механических свойств можно получить также и значения сопротивления деформации. Прессуемость определяют на основе механических свойств и значений сопротивления деформации, которые имеет металл при температуре прессования.

В табл. 1 приведены значения сопротивления деформации основных прессуемых сплавов. Сравнение этих свойств показывает, что для отдельных сплавов они отличаются очень сильно. Например, алюминиевый сплав АД1 имеет при 400 °С сопротивление деформации ~20 МПа, а титановый высокопрочный сплав ВТЗ—1 при 900 °С ~ 120 МПа. Вполне понятно, что сплав АД1, имеющий значительно более высокие пластические и более низкие прочностные характеристики, будет обрабатываться при меньших давлениях, может подвергаться большим вытяжкам и прессоваться в профили, которые имеют более тонкие стенки и сложную конфигурацию.
Справочные данные показывают также, что температура нагрева заготовки очень сильно влияет на сопротивление деформации, а, значит, и на прессуемость. Поэтому весьма важно выбрать наилучший температурный режим прессования. Во многих случаях заготовку нагревают до температуры наибольшей пластичности металла. Но при прессовании ряда сплавов температуру нагрева заготовки выбирают близкой к температурному интервалу наибольшей пластичности, но не полностью ему соответствующей, из следующих соображений: чтобы можно было вести прессование с наивысшей скоростью истечения, получать высокие свойства металла профиля и др. Из данных табл. 1 кроме того, следует, что лучше должны прессоваться алюминиевые сплавы, чем все другие. Действительно, наивысший интервал пластичности у них наступает при значительно более низких температурах, чем у других сплавов, поэтому алюминиевые сплавы прессуются при сравнительно невысоких температурах. Кроме того, сопротивление деформации у многих алюминиевых сплавов уже при небольшом нагреве становится весьма низким.
С повышением температуры прессования процесс усложняется: повышается температура прессового инструмента и инструментальная сталь начинает разупрочняться; увеличивается окисление металла заготовки, усиливается его схватывание с матрицей, а поэтому поверхность профиля получается менее чистой и гладкой; ухудшаются гигиенические условия труда прессовщиков. Поэтому в наибольших количествах в настоящее время прессуют именно алюминиевые сплавы. Производством профилей из алюминия во всех технически развитых странах занято около 1100 прессов, средняя мощность которых составляет около 1500—2000 т. Прессование профилей из других сплавов по изложенным причинам имеет ряд трудностей и осуществляется в меньших объемах.
Для определения относительной прессуемости сплава применяют также метод прессования профиля, форма сечения и размеры которого приведены на рис. 6. Опытное прессование такого профиля показывает, с какой скоростью можно его прессовать, а такжё полноту заполнения канала матрицы, чистоту поверхности, структуру металла в тонких и массивных сечениях и др.

Рис. 6. Поперечное сечение профиля для определения технологической прессуемости металла или сплава


Профессия — прессовщик