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三、冷擠壓技術的發展
冷擠壓技術發展的初期是非常緩慢的,長期以來只對幾種軟金屬(鉛和錫)進行擠壓。直到19紀末20世紀初,才開始擠壓較硬的有色金屬(鋅、鋁、紫銅、黃銅等)至于鋼的擠壓,由于冷擠壓時需要很大的壓力,在當時不能解決擠壓鋼用的模具材料、合適的潤滑劑與大噸位的壓力機等問題,長時間一直認為擠壓鋼是十分困難甚至是不可能的。
1906年,英國人科斯利特(T.W.coslett)發現用磷酸鹽處理鋼件制品是一種較理想的防銹方法,但工序繁多,而經濟效益又差,故未被廣泛采用。不過,這種防銹法的出現卻極大地激發了人們去研究更簡單而有效的新方法的積極性。到后來,用自動連續裝置對鋼毛坯進行磷酸鋅防銹處理只需要兩分鐘。經磷酸鋅處理過的毛坯表面附有脂肪潤滑劑或鈉皂薄膜,且這層薄膜不易脫落,擠壓這種毛坯時,壓力較小。這個發現使人們找到了一種理想的鋼毛坯表面處理法一磷化皂化法。
磷化皂化處理鋼毛坯表面方法的出現使鋼的擠壓成為可能。1934年,德國人采用磷化皂化法成功地冷擠出鋼管。二次世界大戰期間,德國人需要大量彈殼,當時黃銅又供應不足,于是德國人秘密試驗用冷擠壓生產鋼彈殼、后來,采用合金工具鋼作模具材料,用冷擠壓成功地擠出大批量鋼彈殼類零件。
第二次世界大戰以后,美國人竊取了德國人關于鋼的冷擠壓的全部資料,開始在美國用冷擠壓秘密生產軍火,開辦了很多生產鋼彈殼和彈體的軍工廠。
鋼的冷擠壓于1947年才正式用于民用工業。
美國于1949年發表了各種鋼材冷擠壓后機械性能的實驗數據。德國于1950年、1953年先后公布了鋼的冷擠壓的基本技術數據及冷擠壓力和擠壓功的實驗結果。
1957年,日本引進了專用冷擠壓機,開始在精密儀器和儀表中采用冷擠壓技術。日本見這種新技術經濟效益顯著,很快把這種技術用于制造汽車和電氣制件。現已成為遍及各個工業部門的重要加工手段。
在我國,建國前的冷擠壓加工是十分落后的,當時,僅有少數工廠用鉛、錫等有色金屬擠壓牙膏管或線材、管材一類產品。
建國后,冷擠壓技術得到了發展。50十年代開始了鋁、銅及其合金的冷擠壓;60年代黑色金屬冷擠壓已應用于生產。十年浩劫,極大地影響了冷擠壓技術的發展。1978年以后,在“獨立自主,自力更生”的偉大方針指引下,冷擠壓技術得到了迅速發展。近幾年來,隨著改革開放政策的進展,隨著工業生產及科學技術的蓬勃發展,冷擠壓技術也得到了迅猛發展。
70年代末,國內不少高等學校、研究所和工廠開展了冷擠壓技術的實驗研究,發表了大量的有價值的論文,初步形成了一支研究和應用冷擠壓技術的隊伍。
目前,我國已能對鉛、錫,鋁、銅、鋅及其合金、低碳鋼、中碳鋼、工具鋼、低合金鋼與不銹鋼等金屬進行冷擠壓,甚至對軸承鋼、高碳高鋁合金工具鋼、高速鋼等也可以進行一定變形量的冷擠壓。制造的冷擠壓件是各種各樣的,重可達30公斤,輕只有1克。在模具材料使用方面,除了用高速鋼、軸承鋼、高碳高鉻合金工具鋼外,還采用了不少新型模具鋼如CG2、65Nb、LD等。在擠壓工藝參數選擇和模具結構設計方面,初步采用了優化設計及計算機輔助設計與制造(即CAD/CAM),使模具結構更合理、擠壓工藝參數更接近于實際。在擠壓設備方面,我國已具備設計和制造各級噸位擠壓壓力機的能力。除采用通用機械壓力機、液壓機、冷擠壓力機外,還成功地采用摩擦壓力機與高速高能設備進行冷擠壓生產。
科學的發展,對冷擠壓技術產生了重大影響,具體地說就是計算機在工藝分析、模具設計、制造及工藝過程控制中的應用對冷擠壓技術產生的影響。我國將進一步發展應用這門新技術。發展冷擠壓技術主要應從以下幾方面著手:
1.擴大冷擠壓技術的應用范圍,在一定范圍內,逐步代替鑄、鍛、拉深及切削加工;
2.提高冷擠壓制件的精度和表面質量,生產出幾何形狀更復雜的制件;
3.擴大冷擠壓用的原材料種類,研究更理想的表面處理與潤滑方法;
4.進一步使用CAD/CAM和優化設計,提高和加快模具設計與制造,研制出更合理的模具結構;
5.尋找更適合于冷擠壓用的模具材料及其熱處理方法,以延長模具的使用壽命;
6.進一步發展溫熱擠壓、等溫擠壓、靜液擠壓及高速擠壓等新工藝技術的研究和應用;
7.研制適合于冷擠壓的多功能的冷擠壓機,使毛坯和制件能自動地進料與出件,以便進一步提高生產率
無縫鋼管是中碳結構鋼,冷熱加工機能都不錯,機械機能較好,且價格低、來源廣,所以應用廣泛。它的大弱點是淬透性低,截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。無縫鋼管淬火溫度在A3+(30~50) ℃,在實際操縱中,一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快,表面氧化減少,且能進步工效。為使工件的奧氏體平均化,就需要足夠的保溫時間。假如實際裝爐量大,就需適當延長保溫時間。不然,可能會泛起因加熱不平均造成硬度不足的現象。但保溫時間過長,也會也泛起晶粒粗大,氧化脫碳嚴峻的弊病,影響淬火質量。我們以為,如裝爐量大于工藝文件的劃定,加熱保溫時間需延長1/5。
由于無縫鋼管淬透性低,故應采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后,應該淬透,但不是冷透,假如工件在鹽水中冷透,就有可能使工件開裂,這是由于當工件冷卻到180℃左右時,奧氏體迅速轉變為馬氏體造成過大的組織應力所致。因此,當淬火工件快冷到該溫度區域,就應采取緩冷的方法。因為出水溫度難以把握,須憑經驗操縱,當水中的工件抖動休止,即可出水空冷(如能油冷更好)。另外,工件入水宜動不宜靜,應按照工件的幾何外形,作規則運動。靜止的冷卻介質加上靜止的工件,導致硬度不平均,應力不平均而使工件變形大,甚至開裂。
無縫鋼管調質件淬火后的硬度應該達到HRC56~59,截面大的可能性低些,但不能低于HRC48,不然,就說明工件未得到完全淬火,組織中可能泛起索氏體甚至鐵素體組織,這種組織通過回火,仍舊留存在基體中,達不到調質的目的。
無縫鋼管淬火后的高溫回火,加熱溫度通常為560~600℃,硬度要求為HRC22~34。由于調質的目的是得到綜合機械機能,所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的,就要按圖紙要求調整回火溫度,以保證硬度。如有些軸類零件要求強度高,硬度要求就高;而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件,因調質后還要進行銑、插加工,硬度要求就低些。關于回火保溫時間,視硬度要乞降工件大小而定,我們以為,回火后的硬度取決于回火溫度,與回火時間關系不大,但必需回透,一般工件回火保溫時間總在一小時以上。
無縫管的特點:
產品的壁厚越厚,它就越具有經濟性和實用性,壁厚越薄,它的加工成本就會大幅度的上升;其次、該產品的工藝決定它的局限性能,一般無縫鋼管精度低:壁厚不均勻、管內外表光亮度低、定尺成本高,且內外表還有麻點、黑點不易去除;其三、它的檢測及整形須離線處理。因此它在高壓、高強度、機械結構用材方面體現了它的優良性。
無縫管外觀質量
無縫管內外表面不得有裂縫、折疊、龜裂、裂紋、軋折、離層和結疤缺陷存在,這些缺陷應完全掉(供機械加工用管除外),后不得使壁厚和外徑超過負偏差。凡不超過允許負偏差的其他輕微表面缺陷可不。
直道允許深度。熱軋、熱擠壓鋼管、直徑小于和等于140mm的不大于公稱壁厚的5%,深度不大于0.5mm;冷拔(軋)鋼管不大于公稱壁厚的4%,深度不大于0.3mm。
無縫管存放選擇適合的場地和庫房 :
1)保管鋼材的場地或倉庫,應選擇在清潔潔凈、排水遲滯的中央,遠離發生無害氣體或粉塵的廠礦。在場地上要雜草及一切雜物,堅持鋼材潔凈 ;
2)在倉庫里不得與酸、堿、鹽、水泥等對鋼材有腐蝕性的資料堆放在一同。不同種類的鋼材應辨別堆放,避免混雜,避免接觸腐蝕 ;
3)大型型鋼、鋼軌、辱鋼板、大口徑鋼管、鍛件等可以露天堆放 ;
4)中小型型鋼、盤條、鋼筋、中口徑鋼管、鋼絲及鋼絲繩等,可在通風良好的料棚內寄存,但必需上苫下墊
5)一些小型鋼材、薄鋼板、鋼帶、硅鋼片、小口徑或薄壁鋼管、各種冷軋、冷拔鋼材以及價錢高、易腐蝕的金屬制品,可寄存入庫 ;
6)庫房應依據天文條件選定,普通采用普通封鎖式庫房,即有房頂有圍墻、門窗緊密,設有通風安裝的庫房
7)庫房要求晴天留意通風,雨天留意封閉防潮,常常堅持適合的貯存環境 。
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