钢铁材料的挤压与铝、铜等有色金属一样,按挤压方法分为正挤压、反挤压、复合挤压等;按挤压温度分为冷挤压、温挤压、热挤压等几类。


一、冷挤压


 从金属学的概念出发,冷挤压应定义为温度低于回复温度的挤压,而对于铝、铜、钛等大多数有色金属以及钢铁材料,通常所说的冷挤压一般是指在室温下的挤压。钢铁材料的冷挤压主要用于零件的直接成型或近净形成型,具有节约原材料、制品尺寸精度高、表面质量好、强度高、生产率高等优点。适合于冷挤压的材料应具有较好的塑性、较低的加工硬化能力,例如中低碳钢、低合金钢等。镍含量比较高的钢一般不采用冷挤压进行成型。冷挤压坯料的形状与尺寸主要根据成型件的形状与尺寸、挤压成型工艺来确定。确定坯料形状的主要原则为:形状尽可能简单,所需成型工序尽可能少,有利于获得均匀的金属流动和均匀性能的制品。冷挤压前的坯料一般需要经过退火处理和润滑处理。冷挤压的变形程度远远低于相应的热挤压变形程度。


二、温挤压


 挤压温度低于再结晶温度而高于回复温度时的挤压称为温挤压。在温挤压过程中,被挤压金属的变形抗力低,挤压能耗下降;模具磨损减轻、寿命提高;道次变形量大,可以减少成型工序;金属可成型性提高,有利于成型形状较为复杂的制品;可用于冷挤压难加工材料的零部件成型。挤压温度对于温挤压来说十分重要,选择挤压温度,主要应综合考虑产品的性能、形状与尺寸精度、表面质量、工模具强度、设备能力等因素。表1-1为各种材料的温挤压温度范围。


 润滑是温挤压的重要工艺环节,对制品的表面质量、尺寸精度、挤压能耗、模具寿命均有重要影响,润滑剂的好坏甚至直接影响成型加工的可行性。对温挤压用润滑剂的主要要求如下:


(1) 耐高压,可以承受2000MPa以上的压力作用。


(2) 在挤压温度范围内具有足够的黏性和较强的表面吸附能力、较好的流动性能。


(3) 尽可能低的摩擦系数。


(4) 良好的高温稳定性,要求在800℃以下的温度范围内不产生化学反应。


(5) 良好的抗金属质点黏附性能。


三、热挤压


  热挤压是在再结晶温度以上的温度条件下的挤压。钢铁材料热挤压成型技术取得飞跃发展是在1941年法国的J.Sejournet 发明了玻璃润滑剂挤压法之后。钢铁材料热挤压时,在挤压温度、挤压压力、挤压速度、润滑条件与方式等方面,与铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属的热挤压相比,具有如下特点:


(1) 挤压温度高,通常在1000~1250℃。


(2) 挤压压力高,工模具工作条件恶劣。


(3) 为了防止挤压过程中工模具过度升温而影响其强度,通常选用快速挤压。


(4) 为了确保高温润滑性能,一般采用玻璃润滑剂热挤压,挤压完成后需对制品进行脱出玻璃处理。


(5) 良好的玻璃润滑剂可以使金属流动均匀性大为改善。


 钢铁材料热挤压中,挤压模、芯杆、挤压筒、挤压垫片等工模具的工作条件十分恶劣。用作工模具的材料,既要求具有高强度,又要求具有优良的耐高温、耐磨损性能。实际生产中所用的工模具材料主要有H13(美国)、SKD61、SKD62、SKD6(日本)、2Cr2W8V(中国)。由于以上特点,钢铁材料的热挤压生产成本要比铝合金及铜合金的高得多。