高性(xing)能(neng)的材料(liao),普遍存在(zai)著低塑(su)性(xing)和難變(bian)形(xing)的不利(li)成型(xing)(xing)條件。從提高材料(liao)變(bian)形(xing)能(neng)力的角度出發,在(zai)擠壓過程中,材料(liao)一(yi)直(zhi)處于(yu)三向不均勻壓縮(suo)的體應力狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)之下,其變(bian)形(xing)圖(tu)(tu)示呈現(xian)(xian)為兩向壓縮(suo)和一(yi)向壓延的狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)。即整個(ge)變(bian)形(xing)過程是在(zai)兩向強壓縮(suo)和一(yi)向弱壓縮(suo)條件下,按照金屬變(bian)形(xing)的最小阻力定律完成。在(zai)這(zhe)種應力狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)和變(bian)形(xing)圖(tu)(tu)示條件下,變(bian)形(xing)金屬呈現(xian)(xian)出最大(da)的塑(su)性(xing)指標。這(zhe)對(dui)于(yu)低塑(su)性(xing)和難變(bian)形(xing)材料(liao)的加工成型(xing)(xing)是十分(fen)有利(li)的。
熱(re)擠壓(ya)(ya)法可(ke)以讓采用鍛造(zao)和(he)軋制的(de)(de)方法都(dou)難以加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)低塑性高(gao)(gao)合(he)金鋼和(he)合(he)金以及(ji)難熔金屬(shu)材料(liao)鎢、鉬、鉭、鈮等順利地實現變(bian)形。也可(ke)以將這類材料(liao)在高(gao)(gao)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(800~1500MPa)條(tiao)件(jian)下進行預變(bian)形開坯,破碎粗(cu)晶結構,提高(gao)(gao)材料(liao)塑性為進一(yi)步鍛造(zao)和(he)軋制等再加(jia)工(gong)(gong)創造(zao)條(tiao)件(jian)。
特殊治金已獲得的重大成就之一,是成功研制出在高溫下具有良好使用性能鋼管熱擠壓的新型熱強鋼和合金。這些材料由于復雜的化學成分和組織結構,同時又具有的塑性,因此難以使其成型。例如,含鉻量5%~30%的耐熱(re)不(bu)銹鋼、高溫合金、Inconel 合金、lncoloy 合金、 Hastalloy 合金、尼莫尼克合金 Ugimet合金、Zr-2 合金,以及鎢、鉬、鉭、鈮基多種合金。這類合金在鍛軋時,難以獲得意的結果,或導致較高的消耗系數,從而影響到產品的成本。
國(guo)外一般(ban)采用熱(re)擠壓(ya)法規(gui)模生產這類(lei)材(cai)料的棒材(cai)、管(guan)材(cai)、扁(bian)材(cai)、方材(cai)和異型(xing)材(cai)。如(ru)美(mei)國(guo)亭廷頓(dun)國(guo)際公(gong)司( Huntington Internationa),用4000噸(dun)擠壓(ya)機為制造業、造船業和其他(ta)工(gong)業技(ji)術部(bu)門(men)提供蒙乃(nai)爾( Monel)合金(jin)、 Inconel合金(jin)管(guan)材(cai)和其他(ta)鎳基合金(jin)管(guan)材(cai)。
美國柯蒂斯·萊特( Curtiss Wright)公司,采用鉬、鋯(gao)、鈹擠(ji)(ji)壓(ya)成管子、扁材(cai)、棒材(cai)、方材(cai)。1958年(nian)又安(an)裝了10800噸(dun)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)生產制造(zao)飛機(ji)(ji)(ji)(ji)發動機(ji)(ji)(ji)(ji)用的(de)(de)各種材(cai)料的(de)(de)零(ling)件(jian)和(he)型(xing)材(cai),口(kou)徑為90mm的(de)(de)階(jie)梯(ti)形炮筒,重(zhong)(zhong)量達2噸(dun)的(de)(de)鋼管和(he)每米(mi)重(zhong)(zhong)49~130kg的(de)(de)型(xing)材(cai)。1961年(nian),18000噸(dun)的(de)(de)框架式(shi)立(li)式(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)投產,生產單重(zhong)(zhong)為13.5噸(dun)的(de)(de)產品和(he)單重(zhong)(zhong)達2.7噸(dun)的(de)(de)變截面的(de)(de)鉻鎳鋼的(de)(de)噴(pen)氣式(shi)飛機(ji)(ji)(ji)(ji)發動機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)軸。采用立(li)式(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)好處是加工制品時,既(ji)進行了體積(ji)沖壓(ya),同時又進行了垂直(zhi)擠(ji)(ji)壓(ya),制品的(de)(de)定中心比較精準。
英國建成的5臺(tai)臥(wo)式液(ye)壓(ya)擠(ji)壓(ya)機,用于(yu)專門生產(chan)鎳基合金(jin)產(chan)品。其中4000噸(dun)和6000噸(dun)立式擠(ji)壓(ya)機各1臺(tai),由德(de)國施勞(lao)曼公(gong)司(si)制(zhi)造(zao);2000噸(dun)和5000噸(dun)臥(wo)式擠(ji)壓(ya)機各1臺(tai),由勞(lao)威公(gong)司(si)制(zhi)造(zao);另(ling)1臺(tai)噸(dun)位為3500噸(dun)的臥(wo)式擠(ji)壓(ya)機由菲爾汀公(gong)司(si)提供。
英國著名的(de)(de)國際鎳(nie)公司亨利·維金(jin)的(de)(de)一(yi)個工廠安裝有3500噸和5000噸臥式擠壓機各(ge)1臺,用于生產直徑為(wei)(wei)φ13~127mm的(de)(de)鎳(nie)合金(jin)圓棒,36mm×6mm~20mm×7.7mm的(de)(de)扁(bian)材和直徑為(wei)(wei)41mm-216mm的(de)(de)鎳(nie)及(ji)其合金(jin)管子,以及(ji)制造(zao)圓環和數(shu)百(bai)種規格的(de)(de)透平葉片等(deng)各(ge)種異型材。
英(ying)國菲爾(er)汀公司專門為(wei)高溫合金(jin)的(de)(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)設計(ji)制造了專用(yong)的(de)(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji),考慮了有(you)溫合金(jin)擠壓(ya)(ya)(ya)時的(de)(de)(de)(de)各種有(you)關工(gong)(gong)藝要求。擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)結構可以按照規定的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝程序進行擠壓(ya)(ya)(ya),并且程序被(bei)記錄(lu)在(zai)穿孔卡片上(shang),放(fang)置在(zai)由擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)自動控制的(de)(de)(de)(de)電(dian)子系統在(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)上(shang)精確地按擠壓(ya)(ya)(ya)速度為(wei) 3.8mm~76.2mm/s 擠壓(ya)(ya)(ya)型材,隨后被(bei)彎成圓環并焊接其(qi)端部,作為(wei)飛機(ji)(ji)(ji)噴氣發動機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)零件,以達(da)到最(zui)小的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械加工(gong)(gong)量(liang)。