温挤压件特点及力学性能介绍

　　

　　把温挤压界定在室温以上，再结晶温度以下的挤压工艺，那么根据前述的分析可知，温挤压件的质量及力学性能应更接近或类似于冷挤压。如温挤压件的尺寸精度力求接近冷挤压，温挤压后也会出现加工硬化现象，能起到强化零件的作用。

　　

　　温挤压件的尺寸精度温挤压的成型温度越低，其尺寸精度也越接近于冷挤压。引起尺寸变化的主要因素与冷挤压时相同：模具的弹性变形、挤压设备的弹性变形及模具的磨损等。其次是坯料加热、挤压后的冷缩量等。

　　

　　准确控制坯料加热温度和挤压成形温度，对温挤压件的尺寸精度影响很大。45钢的膨胀曲线，在700℃时如果温度波动50℃，则由于收缩，尺寸就有±0.001mm/mm的变化。这相当于1/3~1/5的冷挤压件尺寸公差。在700~800℃，由于钢有相变，使得热膨胀曲线有变化。在进行温挤压凸模、凹模等工作部分尺寸计算时，除了要考虑模具受力后的弹性变形量外，还必须考虑模具升温后的膨胀量和制件冷却后的收缩量。

　　

　　钢在200~850℃温挤压时，挤压件的尺寸公差可这样考虑：50mm以下直径的正挤和反挤压件，直径公差不应小于0.1mm。如批量较大，直径公差可以取0.2~0.3mm。此外，高度尺寸与温度控制的准确性关系很大，其公差可取0.4~0.8mm。内、外径的偏移应按0.1~0.3mm控制。如果上述公差仍达不到零件图的要求，可在温挤压后增加冷整形工序。

　　

　　温挤压件的表面粗糙度影响温挤压件表面粗糙度的主要因素是润滑条件，如润滑条件不理想，模具表面会因磨损而变得粗糙，进而擦伤挤压件表面，甚至发生粘附现象。其次，加热氧化也会使表面粗糙度值变大。温挤压温度选择越低，所能达到的表面粗糙度也越低。一般钢的温挤压件外表面的粗糙度达Ra3.2~1.6μm，内孔表面可达0.8~0.4μm。若要进一步降低表面粗糙度值，可在温挤压后进行冷整形。

　　

　　温挤压件的力学性能：

　　

　　（1）硬度：当温挤压度在再结晶温度以下，便会产生加工硬化。有时，虽然加热温度处于再结晶温度以下，但是变形时产生的热效应，特别是表面摩擦的结果，致使在产品的表面层产生再结晶，但对整个挤压件来说，加工硬化现象还是存在的。一般来说，加工温度越高，挤出的制件硬度越低，即冷作硬化愈小。无论钢的成分如何，退火的坯料硬度越低，温挤压后硬度的增加率就越大。

　　

　　（2）屈服强度：从反挤压件上取下环状试件，从与轴垂直的方向压缩，测定试样的屈服负荷，其结果如图9-21所示。由图可见，随着成形温度变化，屈服发生载荷变化。在500℃以上，屈服载荷急剧下降，但相对机械加工产品而言，温挤压产品的屈服强度相对要大。

　　

　　（3）抗拉强度：温挤压件的抗拉强度。图示是由经50%变形程度的正挤产品上取下的试样，进行抗拉强度试验的结果。在500℃以下的温挤压温度范围，45、35CrMo钢抗拉强度逐渐增强。温度继续上升，则抗拉强度下降。不锈钢0Cr18Ni9冷挤压后，抗拉强度为1300MPa，为坯料抗拉强度的2倍，温挤压时，抗拉强度增加的程度减小，如在400℃挤压时，产品抗拉强度为900MPa，与坯料抗拉强度相比，增加了不到30%。

　　

　　由此可见，像不锈钢这种在冷挤压时冷作硬化剧烈的材料，采用温挤压非常有效，变形力可大大下降。碳钢和低合金钢存在蓝脆现象。在蓝脆温度下温挤压，可得到抗拉强度较高的产品。

　　

　　（4）冲击韧度：35CrMo和0Cr18Ni9两种钢在不同温度下正挤压加工（变形程度50%）的产品，在室温下进行冲击试验的结果。从图中可见，冷挤压时，冲击吸收功比坯料的冲击吸收功降低了很多。但当温度升至温挤压温度范围时，冲击吸收功就增大了。不过，35CrMo钢在500~600℃时冲击吸收功急剧下降，比冷挤压产品的冲击吸收功还要低得多，这是因为该温度区域正是35CrMo在曲柄压力机上温挤压时出现蓝脆现象。而没有蓝脆现象的0Cr18Ni9，则随着温挤压温度的增加，产品冲击吸收功一直在增加。

　　

　　（5）疲劳强度：曾有人将材料为20Cr的汽车活塞销在680℃温挤压，对其进行疲劳强度试验。发现出现疲劳裂纹的周次为8万~10万次；而采用冷挤压成形时，出现裂纹的周次为5~6万次；采用机械加工时，则为5万~8万次。由此可见，温挤压件的疲劳强度是zui高的。

　　

　　通过以上的试验及对比表明，钢在200~400℃温挤压时，产品的力学性能与同样变形程度的冷挤压产品相近；而在400~850℃温挤压时，产品的抗拉强度、屈服极限为经热成形退火后产品的1.1~1.15倍。