Выдавливание с активными силами трения.

Преимущество выдавливания с активными силами трения заключается в снижении величин удельных сил, действующих на штамповый инструмент. Снижение удельных сил позволяет повысить стойкость инструмента и расширить применение технологии на область производства из легированных порошковых материалов. Удельная сила (т.е. сила развиваемая прессом, деленная на площадь перпендикулярного направления) при холодном выдавливании спеченных заготовок достигает 2500 МПа. Современные штамповые стали 5ХНТ, Х12Ф, при таких удельных силах не обеспечивают стойкости, при которой процесс холодной штамповки являлся бы конкурентоспособным по сравнению с другими процессами производства машиностроительных деталей.

Для снижения удельной силы необходимо выдавливание проводить в штампах, рабочие элементы которых перемещаются относительно друг друга таким образом, чтобы силы трения на поверхности контакта пластически деформируемого материала заготовки с этими элементами инструмента становились направленными в сторону течения материала и способствовали этому течению. Такие силы трения названы активными силами контактного трения.

Кроме снижения удельной деформирующей силы выдавливания с активными силами контактного трения возможно улучшение качества изготовляемой детали. При выдавливании по традиционной схеме силы контактного трения на границе заготовки с матрицей препятствуют течению материала заготовки. Однако, если матрицу, установленную на траверсе пресса, перемещать в направлении течения металла со скоростью, превышающей скорость течения металла, силы трения на границе заготовки с матрицей будут способствовать течению и разгрузят пуансоны.

Использование активных сил трения при холодном выдавливании спеченных порошковых заготовок позволяет уменьшить удельную силу на пуансоне на 7…13 %. При таком снижении удельной силы стойкость пуансонов увеличивается в 1,5…2 раза. Благодаря этому становится возможным холодное выдавливание спеченных заготовок из железного порошка с добавлением графита. Например, при добавке 0,5 % углерода удельная сила на пуансоне при выдавливании стаканов с наружным диаметром 30 мм и диаметром отверстия в стакане 22 мм не превышает 2400 МПа.

Создание и использование активных сил контактного трения при выдавливании спеченных порошковых заготовок могут быть осуществлены не только на специализированных прессах, но и при выдавливании в так называемой плавающей матрице, которая под действием сил трения имеет возможность перемещаться в осевом направлении.

Выдавливание в плавающей матрице – процесс менее эффективный, чем выдавливание на специализированном прессе. Преимущество этого процесса состоит в применении штампов для выдавливания традиционных конструкций и универсального прессового оборудования. Требуется лишь незначительная доработка штампа.