Матрицы

Успешное выполнение прессования - получение необходимого профиля и размеров изделий во многом зависит от качества и стойкости инструмента. Прессовый инструмент (контейнер, матрицы, иглы, пресс-шайба, иглодержатель, матрицедержатель) работает в очень тяжелых условиях, так как температурный интервал прессования цветных металлов достигает 500-900 "С, а стали, никелевых и титановых сплавов - 1000-1250 "С, причем отдельные элементы инструмента нагреваются до температур, близких к температуре прессуемого металла. Следует также иметь в виду, что в процессе прессования напряжения на отдельных участках инструмента достигают значительных величин. Например, в пресс-шайбе и контейнере они могут превышать 1500 МПа. По окончании операции прессования инструмент во многих случаях подвергается быстрому охлаждению в воздушной или водяной струе или масле. Для изготовления прессового инструмента применяют высококачественную легированную сталь (например, 5ХНВ, ЗХ2В8, 4ХС, ЭИ617 и др.). Отдельные виды инструмента или их элементы изготовляют из материалов, обладающих высокой жаростойкостью, например, победита (ВК8), микролита (ЦМ332), термокорунда (ТВН). При изготовлении инструмента необходимы высокое качество выполнения доводочных механических работ, применение термической обработки и др. Все это увеличивает стоимость инструмента, а следовательно, и стоимость изделия. По данным П.С. Истомина, стоимость прессового инструмента составляет около 15 % стоимости всего передела прессового цеха

Не рассматривая конструктивные особенности всех видов инструмента, остановимся лишь на одном их них - матрице. При прессовании матрица обеспечивает получение правильных размеров профиля и доброкачественной поверхности, хотя работает в исключительно тяжелых условиях - высокая температура на протяжении всего процесса прессования и высокие удельные давления при минимальных возможностях смазки и охлаждения.

По количеству отверстий матрицы могут быть одноочковыми и многоочковыми. Число отверстий в многоочковой матрице определяется видом получаемого изделия и необходимой производительностью пресса. Так, при прессовании круглых профилей небольших размеров матрица может иметь до 30 отверстий.

Существенной частью профиля канала матрицы является рабочий поясок, который определяет форму и размеры поперечного сечения изделия. Рабочий поясок принимается шириной от 4-5 мм при небольших сечениях прутка и до 10-15 мм - при крупных профилях. Для облегчения выхода изделия из очка размеры отверстия в матрице за рабочим пояском, т. е. со стороны выхода металла из матрицы, несколько увеличивают. При прессовании тонких профилей, а также профилей переменного сечения по длине прутка матрицы делают разъемными.

В условиях прессования длинных прутков и проволоки из-за продолжительного воздействия высокой температуры и высокого давления на матрицу она быстро теряет размеры калибрующего пояска. Поэтому для увеличения стойкости рабочей поверхности применяют специальные матрицы со вставками очка из прочных, износостойких материалов - победита, микролита или термокорунда.

Полые профили из легко свариваемых материалов (например, из алюминия и его сплавов) с небольшим отверстием (5-10 мм диаметром) или отверстием сложной формы производят в комбинированной матрице, совмещающей в себе одновременно и иглу. Такие матрицы получили название язычковых. Их применение исключает необходимость прошивки слитка (заготовки). В передней части такой матрицы имеется рассекатель (нож), переходящий в язычок, форма поперечного сечения которого определяет форму отверстия полого изделия. Металл при прессовании обтекает рассекатель, попадает в зазор между язычком и отверстием матрицы, где благодаря высокому давлению и наличию чистых поверхностей происходит сваривание. При этом образуется цельный прессуемый полый профиль.