Пресування

§ 1. Сутність методу

Сутність способу пресування полягає у видавлюванні металу, укладеного в замкнуту порожнину, через отвір меншого перетину вихідного металу.

Пресування найчастіше застосовують для обробки кольорових металів і сплавів і рідше для обробки сталей.

Пресуванням можна одержувати різні профілі: прутки    5―300 мм; труби із внутрішнім                                    Ø18―350 мм із товщиною стінок 1,25―50 мм і ін.

Вихідним матеріалом для пресування є круглі злитки    120―160 мм і довжиною 200―1000 мм і заготівлі.

Пресовані вироби з кольорових металів (міді і її сплавів, цинкових, титанових), а також зі сталей і сплавів в основному є заготівлями для одержання виробів волочінням, прокаткою й ін. Пресовані профілі з алюмінію, магнію і їхніх сплавів є готовими виробами.

§ 2. Методи пресування

Розрізняють 2 основних методи пресування: прямий і зворотній.

При прямому методі пресування плин металу збігається з напрямком руху пуансона; при зворотному методі метал тече назустріч напрямку руху пуансона . (Рис.)

При прямому методі пресування нагріту заготівлю 1 поміщають у контейнер 2 пресу. Контейнер має набір втулок з різним внутрішнім діаметром, що дозволяє пресувати на одній і тій же установці злитки різного діаметра. З однієї сторони контейнера за допомогою тримача матриці 3 закріплена матриця 4. З іншої сторони контейнера встановлений пуансон 5 із пресшайбою 6 на кінці, що входить у втулку контейнера. При роботі преса пуансон одержує необхідний тиск Р и передає його через пресшайбу на заготівлю, змушуючи метал пластично деформуватися при проходженні через вихідний отвір матриці. До кінця пресування в контейнері залишається частина металу, названа прес-залишком злитка. Відходи металу становлять 18-20% від маси злитка.

При зворотному методі пресування у втулку контейнера 2 входить порожній пуансон 5 з матрицею 4 на його кінці. Вихідний отвір у тримача матриці 3 закрито заглушкою 6. При русі пуансона матриця давить на злиток 1, у результаті чого метал випливає через отвір матриці в напрямку, зворотному переміщенню пуансона. (Рис.)

При пресуванні зворотним методом у порівнянні із прямим відходи металу менше (5-6% маси злитка), а зусилля пресування менше на 25-30%.

Прямій і зворотний методи пресування здійснюються на тому самому пресі. Є спеціальні преси зворотного пресування, у яких на нерухомий пуансон насувається контейнер зі злитком, але вони мають дуже обмежене застосування через складність конструкції.

§ 3. Пресування труб

При пресуванні труб нагріта суцільна заготівля 1, міститься у втулку контейнера 2, спочатку трохи обжимається, а потім пронизується сталевою голкою 8. Голку зміцнюють на кінці пуансона або в минаючому через порожній пуансон голкотримачі. При прошиванні заготівлі передній кінець голки виходить на деяку відстань із отвору матриці 4. Внаслідок цього між стінками отвору матриці й зовнішньою поверхнею сталевої голки утвориться кільцевий зазор. При русі пуансона 5 разом із пресшайбою 6 у напрямку матриці метал видавлюється через кільцевий зазор і приймає форму труби 7. Зовнішній діаметр труби дорівнює діаметру отвору матриці, а внутрішній - діаметру сталевої голки. (Рис.)

Труби пресують також з порожніх заготівель. У цьому випадку голка проходить через заготівлю й займає робоче положення в матриці, після чого починається процес пресування.

§ 4. Пресовий інструмент і встаткування для

пресування

Основними інструментами є матриця, пресшайба, тримач матриці, пуансон, контейнер із втулкою, а також голка й голкотримач при пресуванні труб.

До інструмента пред'являються великі вимоги по стійкості й відносній незмінюваності розмірів і профілю в умовах високих температур (від 800―900° до 1000-1250°) і великих навантажень. Виготовляють інструмент із легованих сталей і сплавів 38ХМЮА; 5ХНМ; 4ХВ2С и ін.

Процес пресування здійснюється при температурах гарячої обробки тиском на пресах.

За типом виробництва преси розділяють на гідравлічні й механічні, а за методом роботи – на преси прямого й зворотнього пресування. У промисловості одержали найбільше поширення гідравлічні преси з горизонтальним або вертикальним розташуванням контейнера.

Горизонтальні гідравлічні преси прямого пресування по призначенню діляться на пруткові й трубні. Їхня пресова установка складається із преса, розподільника води до робочих частин преса, насосної станції, акумулятора води високого тиску, акумулятора води низького тиску. Зусилля пресів досягає 1500 т.

Особлива увага при пресуванні приділяють нагріванню металу й очищенню його від окалини, тому що заготівлі з окалиною різко знижують стійкість матриць.

§ 5. Технологічний процес пресування

Процес пресування металу складається з наступних стадій:

1. підготовка злитка до пресування (видалення зовнішніх дефектів, різання на мірні довжини);
2. нагрівання злитка до заданої температури й подача його до контейнеру;
3. пресування;
4. обробка виробу (охолодження, ламання заднього кінця для повного видалення прес-залишку, різання на мірні довжини, виправлення, видалення дефектів).

З метою зменшення тертя металу об стінки контейнера й досягнення більш рівномірного витікання металу з матриці застосовують мастило - суміш машинного масла із графітом, рідке скло й ін.

Температуру пресування вибирають, виходячи із властивостей оброблюваного матеріалу і його впливу на якість одержуваних виробів, стійкість пресового інструменту й зусилля пресування.

Температура пресування зв'язана зі швидкістю пресування, тобто швидкістю руху пуансона в період робочого ходу (деформації). При високих швидкостях пресування температура металу помітно підвищується. Це може привести до перегріву металу й одержання виробу із тріщинами й надривами. Тому чим вище температура нагріву металу, тим менше швидкість пресування й навпаки.

До переваг методу пресування відноситься:

1. більш висока точність виготовлення профілів, чим при прокатці;
2. можливість виключення малопродуктивних оздоблювальних

        операцій;

3. висока продуктивність;
4. можливість одержання складних профілів.

Поряд з перевагами в пресування є істотні недоліки:

1. значне зношування інструмента;
2. великий відхід металу, особливо при пресуванні труб великого діаметра.