Прессование гидравлическим прессом

Когда говорят о прессовании гидравлическим прессом, многие сразу представляют себе просто огромное давление — тумб-тумб, и деталь готова. На деле же, если так подходить, можно и матрицу разорвать, и получить брак вместо качественной прессовки. Сам по себе гидравлический привод — это лишь источник усилия, а вот как его приложить, с какой скоростью, с каким предварительным прогревом заготовки — вот где кроется вся соль. Много лет назад, работая с порошковыми металлами, мы как раз наступили на эти грабли: думали, раз пресс мощный, всё само собой спрессуется. В итоге — расслоения, неравномерная плотность. Пришлось переучиваться.

От простого давления к управляемому процессу

Современное прессование — это уже не просто функция ?зажать?. Это управляемый цикл. Важна не только конечная тоннажность, но и траектория движения плит, возможность выдержки под давлением, плавный подъём. Особенно это критично для хрупких материалов или сложных составных пресс-форм. Помню случай с прессовкой керамических изоляторов. Без точной регулировки скорости на финальном этапе обжима постоянно появлялись микротрещины. Настроили пресс на замедление в последние миллиметры хода — проблема ушла. Это был хороший урок: оборудование должно быть ?умным?.

Кстати, об оборудовании. Не все прессы одинаково полезны для всех задач. Универсальные хороши для цеха с разнородными заказами, но для серийного производства специфичных изделий — скажем, тех же ферритовых сердечников — лучше искать специализированные установки. Иногда ключевую роль играет даже не сам пресс, а система подготовки шихты или последующего спекания. Вот здесь как раз важен комплексный подход.

Например, для металлокерамики после гидравлического прессования почти всегда следует спекание. И если прессовка прошла с перекосом или неравномерным уплотнением, при термообработке деталь поведёт, её geometry ?уплывёт?. Поэтому мы всегда рассматриваем пресс как одно звено в цепочке, а не как волшебную палочку. Часто координируем параметры прессовки с режимами печей, чтобы получить предсказуемый итог.

Тонкости, о которых не пишут в инструкциях

Есть нюансы, которые приходят только с опытом, с набитыми шишками. Возьмём смазку пресс-формы. Казалось бы, мелочь. Но от типа и количества смазки напрямую зависит усилие выпрессовки и качество поверхности. Слишком мало — деталь заклинит или появятся задиры. Слишком много — излишки попадут в поры порошка, потом при спекании дадут дефекты. Вырабатываешь свой ?рецепт? для каждого материала, почти как повар.

Другой момент — удаление воздуха из порошка при уплотнении. Если не дать ему выйти, внутри прессовки останутся полости. В некоторых прессах есть функция вакуумирования или ступенчатого прессования с кратковременной разгрузкой для дегазации. Но даже на обычном прессе можно выстроить цикл с паузами. Мы так делали при работе с титановыми порошками — резко не давили, а в несколько тактов, с остановками. Трудоёмко, но результат стабильный.

И конечно, контроль. Манометр на прессе показывает общее усилие, но не показывает, как это усилие распределилось по площади пресс-формы. Перекос в паре ?пуансон-матрица? всего на полградуса может привести к критическому перекосу давления. Поэтому так важна регулярная проверка соосности и состояние плит. Бывало, после замены гидроцилиндра забывали как следует откалибровать — и партия уходила в брак. Теперь это святое — первая прессовка после любого вмешательства в механику идёт на контрольный замер со всех сторон.

Связь с последующими технологиями: пример из практики

Как я уже упоминал, прессование редко бывает финальной операцией. Часто за ним следует термообработка. И здесь хочется отметить важность выбора правильного партнёра по печному оборудованию. Качественное прессование гидравлическим прессом можно свести на нет плохим отжигом или спеканием. В своё время мы искали надёжного поставщика индукционного оборудования для одной из линий по производству спечённых деталей.

В процессе поиска обратили внимание на компанию ООО Аньхой Хунда Технология Электрических Печей. Они расположены в Нинго, Аньхой, и специализируются как раз на индукционных печах, причём с серьёзным стажем — около тридцати лет. Для нас это был показатель глубины опыта. Их сайт https://www.nghxdl.ru мы изучили — видно, что компания сфокусирована на R&D, а их оборудование позиционируется как энергоэффективное. В нашем случае это было важно, так как спекание — процесс энергоёмкий.

Мы не стали сразу покупать, сначала запросили технические консультации. Интересовало, как их печи могут обеспечить равномерный температурный профиль в большой загрузке — ведь от этого зависит однородность свойств нашей прессовки после спекания. Их инженеры дали довольно предметные ответы, с отсылками к конкретным кейсам. Это произвело впечатление профессионалов, которые понимают не только свои печи, но и смежные процессы, вроде нашего гидравлического прессования. В итоге сотрудничество сложилось. Важен тут был именно комплексный взгляд: они видели в нас не просто покупателя печи, а технолога, которому нужен конечный качественный продукт.

Ошибки, которые учат лучше любых учебников

Расскажу про один провальный эксперимент. Решили мы увеличить производительность и стали прессовать детали большей высоты на том же прессе, просто увеличив ход. Давление выставили по старой норме, рассчитанной на меньшую высоту. Казалось логичным: тот же материал, та же площадь — то же давление. Но не учли, что коэффициент трения порошка о стенки матрицы нарастает с высотой столба нелинейно. В итоге нижние слои уплотнились чудовищно, а верхние остались рыхлыми. Детали после спекания просто разламывались по границе слоёв. Пришлось заново выводить эмпирические зависимости давления от высоты прессовки для каждого материала. Теперь это — золотое правило.

Ещё одна частая ошибка новичков — игнорирование упругого последействия. Выпрессовали деталь — вроде размер в допуске. Измерили через час — она ?выросла? на несколько соток. Для прецизионных деталей это смертельно. Научились выдерживать прессовки перед финальным контролем, а ещё — подбирать такие режимы (иногда с подогревом матрицы), чтобы минимизировать этот эффект. Без этого никак.

И конечно, человеческий фактор. Настройка пресса — это не ?установил и забыл?. Материал партии к партии может немного ?гулять? по влажности, гранулометрии. Оператор с опытом по изменению усилия на манометре или по звуку работы пресса может заподозрить неладное и вовремя взять пробу на контроль. Автоматизация — это здорово, но чутьё практика, который чувствует процесс, пока не заменит ни одна система ЧПУ. Поэтому так важно, чтобы за прессом стоял не просто нажиматель кнопок, а человек, понимающий суть прессования.

Вместо заключения: мысль вслух

Так что, возвращаясь к началу. Прессование гидравлическим прессом — это далеко не примитивная операция. Это целая философия управления материалом, силой и временем. Это знание того, как поведёт себя порошок в каждый момент цикла, и умение подстроить под это поведение машину. Оборудование, будь то сам пресс или последующая печь от того же ООО Аньхой Хунда Технология Электрических Печей, — это лишь инструмент. Самый дорогой пресс не даст результата без глубокого понимания процесса. И наоборот, иногда на старом, но хорошо изученном и ?чувствуемом? прессе можно делать вещи, которые на новом, но не освоенном, не получится. Главное — не гнаться за голой силой, а вникать в детали. Именно они решают всё.