美國(guó)的空軍部門(mén)于20世紀(jì)中期建成了6臺(tái)12000噸級(jí)的擠壓機(jī),其中3臺(tái)用于擠壓鋁合金,3臺(tái)用于擠壓鋼和難熔合金,柯蒂斯·萊特公司的12000噸擠壓機(jī)就是其中的1臺(tái)用于擠壓鋼和難熔合金的擠壓機(jī)。
該擠壓機(jī)為四柱臥式擠壓機(jī),設(shè)備長(zhǎng)45.72m,1955年開(kāi)始興建,1956年投產(chǎn)。擠壓機(jī)為多壓力缸式結(jié)構(gòu),中央主缸的擠壓力為8000t,兩個(gè)側(cè)缸各為2000t.擠壓機(jī)分三級(jí)壓力控制,即4000t、8000t和12000噸.
擠壓機(jī)為水壓擠壓機(jī),有兩種液一氣系統(tǒng),即低壓預(yù)充液系統(tǒng)和高壓水泵一蓄力器系統(tǒng)。蓄力器充以壓力為31.5MPa的高壓水,高壓水或者來(lái)自蓄力器水罐,或直接來(lái)自由兩臺(tái)11.2MW同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的臥式三級(jí)雙柱塞泵。8個(gè)無(wú)活塞式蓄力器罐(直徑1625.6mm,高939.8mm,體積1.214×106m3)儲(chǔ)存高壓水,罐頂?shù)母邏嚎諝庥?6kW的4臺(tái)空氣壓縮機(jī)供給。
上述動(dòng)力設(shè)備能使擠壓機(jī)每小時(shí)工作22個(gè)周期,最大擠出速度304.8mm/s,最大擠壓速度76.2mm/s.
擠壓機(jī)帶有以下輔機(jī):1. 用于切除壓余的液壓剪和液壓鋸;2. 液壓坯料升降車(chē);3. 內(nèi)置獨(dú)立的芯棒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);4. 低壓大容量水壓系統(tǒng),低壓充液罐,用于快速進(jìn)給;5. 出料臺(tái),單軌吊運(yùn)裝置,行程指示器及其他;6. 擠壓筒預(yù)熱系統(tǒng),在擠壓筒移動(dòng)梁內(nèi)裝有72個(gè)輻射式燒嘴,用以保持?jǐn)D壓筒溫度在482.2℃,燒嘴外圍是絕緣材料,以保持?jǐn)D壓筒移動(dòng)梁外部溫度在93.3℃左右。
此外,12000t擠壓機(jī)的后部工序還配備了以下設(shè)備:1. 長(zhǎng)1016mm的固溶熱處理爐,配有水及油淬火池;2. 長(zhǎng)1016mm的車(chē)底式退火爐;3. 兩臺(tái)液壓矯直機(jī);4. 450t冷拔機(jī),能拔制長(zhǎng)度達(dá)1016mm的鋼管和型材;5. 無(wú)損檢測(cè)設(shè)備;6. 裝備齊全的機(jī)修車(chē)間;7. 坯料加熱爐,包括2座鹽浴爐,4座感應(yīng)加熱爐,加熱溫度達(dá)1482.2℃.
擠壓模的材料是H12工具鋼,硬度HRC為42,擠壓芯棒的材料也是H12,并且經(jīng)車(chē)削后磨光到表面光潔度達(dá)32均方根值,以保證鋼管內(nèi)表面有良好的光潔度。當(dāng)采用經(jīng)表面硬化,磨光并拋光的H12平面模時(shí),效果良好,磨損最小。使用錐形模時(shí),導(dǎo)致入口半徑的磨損。
該擠壓機(jī)曾為航天和核電等工業(yè)部門(mén)提供過(guò)各種材料的大型斷面的型材和管材產(chǎn)品。
用于核潛艇,材料為HY-80的T形斷面的結(jié)構(gòu)型材。這種大型型材的抗拉強(qiáng)度為586~655MPa,在48.9℃時(shí)的沖擊強(qiáng)度為121.94N·m,伸長(zhǎng)率為22%.用于核潛艇的潛望鏡筒,材料為A1S1304不銹鋼,擠壓鋼管經(jīng)450t冷拔機(jī)冷拔加工,利用控制總的冷拔變形量來(lái)達(dá)到所要求的鋼管的力學(xué)性能。
用經(jīng)真空冶煉的高純坯料,擠壓透平材料,如M-252,Inconel 700,Waspoloy,Udimet 700等擠壓大型斷面的管材和型材用于各重要工業(yè)部門(mén)。擠壓這類(lèi)材料小斷面型材時(shí),采用擠壓比為8左右時(shí),可以得到較好物理性能的產(chǎn)品。而擠壓材料為Waspoloy的產(chǎn)品時(shí),需要采用坯料包套擠壓工藝。可用低碳鋼作為包套的材料,并在包套時(shí)需裝置小排氣管。
這類(lèi)材料在加熱時(shí)需采用輻射罩,輻射罩由2mm厚的低碳鋼板制成,輻射罩可以防止坯料從鹽浴爐中出爐后,減少溫度損失。另外,為了提高貴重金屬的成材率,擠壓時(shí),可以采用304不銹鋼鑄態(tài)的前墊塊和經(jīng)過(guò)預(yù)熱的碳素鋼后墊塊的擠壓方法。
12000噸擠壓機(jī)最經(jīng)濟(jì)的工藝尺寸見(jiàn)表8-38.