影响温锻变形力的关键因素分析

影响温锻变形力的因素很多，有材料性能、变形方式（正挤压、反挤压、复合挤压或镦挤等）、变形程度、模具结构、润滑剂种类以及加热温度等。除了加热温度以外，前面各点与冷锻或冷挤压时是类似的。试验表明，在复合挤压时，当加热到150～200℃时，往往单位压力减少10%。反挤压时，加热到100～200℃时，单位压力减少20%～40%（对钢）。

冷锻困难的材料在温挤压时，即使变形程度高达60%～70%时，挤压单位压力还不大，如图5-2-13所示。图中示出，Si-Cr阀门钢、Cr不锈钢和马氏体Cr-Ni不锈钢，当变形程度为60%～70%时，加热温度500℃时，挤压单位压力小于2500MPa；当加热温度为600℃时，挤压单位力小于或等于2000MPa。

图5-2-13 各种材料在不同变形程度时的凸模压力变化（反挤压）

a）润滑剂：石墨（油剂） b）润滑剂：400℃，40%氯化石蜡500℃，600℃，石墨（油剂） c）润滑剂：300℃，400℃，70%氯化石蜡500℃，600℃，硼酸铅+甘油 d）润滑剂：300℃，400℃，

70%氯化石蜡500℃，600℃，硼酸铅+甘油

图5-2-14 在各种温度下正挤压的负荷-行程曲线图

（45钢，原材料ϕ37.2mm，凹模锥角120°，变形程度65%）

在一般情况下，低温温挤压可减少变形力15%，中温温挤压及高温温挤压可使变形抗力减少到室温时的1/4～1/2。可见，温挤压的变形力比冷挤压时有显著下降，对冷作硬化敏感的材料效果更为明显。

图5-2-14是在不同温度下正挤压的负荷-行程曲线。由图可见，曲线的倾向几乎一致，随着加热温度的增加，挤出零件需要的负荷减少。在挤压的稳定阶段（即除开始阶段以外），挤压变形力的大小几乎与行程无关。由于本图所示的试验为正挤压，故随行程增加，挤压力略有下降，这主要是由于坯料与模具的接触面积逐渐减少。因而摩擦力减少之故。(www.xing528.com)

反挤压的试验也表明，除了挤压开始阶段以外，反挤压的稳定阶段，挤压力大小几乎与行程无关。

图5-2-15示出材料的种类对变形力的影响。由图可见，低碳钢（15钢）的挤压力比合金钢低，随着钢中合金元素量的增多，温挤压变形力也增加。另外，随着变形温度的提高，变形力也有所降低。只有轴承钢GCr15在750℃以上温挤压时，由于相的转变，变形力有回升现象。

温锻时润滑的好坏，除对产品表面质量、模具寿命有很大的影响之外，润滑剂可使温锻力有所变化。图5-2-16各列出温锻轴承钢时，复合挤压变形程度70%左右，加工温度700℃时，使用10种温锻润滑剂时各自对单位挤压力的影响。由图可见，其中使用油酸57%+石墨26%+二硫化钼17%、水基石墨、油基石墨和玻璃粉作为润滑剂时，单位挤压力最低；而使用机油+滑石粉（质量1∶1）、热锻润滑剂（△79）和硼砂+三氧化二铋作润滑剂时，单位挤力最高。但结果发现温挤压单位挤压力的波动幅度只在10%～15%左右。

图5-2-15 不同钢种在不同条件下的变形力变化

a）正挤压 b）反挤压 —钢15 —20CrMn —15CrNi6 —GCr15 —42CrMo

图5-2-16 各种润滑剂与单位挤压力的关系（轴承钢复合挤压）加工温度

700±20℃，变形程度ε_F=70%

Ⅰ—油酸57%+石墨26%+二硫化钼17% Ⅱ—水基石墨 Ⅲ—气缸油+石墨（质量比4∶1） Ⅳ—机油+滑石粉（质量比1∶1） Ⅴ—△79 Ⅵ—油基石墨 Ⅶ—四硼酸镁40%+石墨60%+水100% Ⅷ—重铬酸21.0.5%+氧化镁5.29%+浓磷酸31.35%+石墨42.11%+水100% Ⅸ—硼砂90%+三氧化二铋10%（质量比） Ⅹ—玻璃粉