CAPITOLUL I

ARGUMENT

Prin extrudare se intelege operatia de prelucrare plastica a metalelor si aliajelor

prin trecerea fortata a materialului prin impingere printr-un orificiu al unei scule, cu

dimensiunile sectiunii transversale mai mici decat ale sectiunii materialului initial.

Extrudarea se caracterizeaza prin aceea ca deformarea plastica nu se produce doedata

in tot volumul materialului, ci pe masura intrarii semifabricatului in zona de deformare.

In functie de modul sau directia si sensul de curgere al materialului ce se extrudeaza,

extrudarea poate fi: directa (fig.1,a) inverse(fig.1,b) sau combinata(fig.1,c).

Extrudarea se poate face l.a cald sau la rece, in functie de posibilitatile de

deformare ale materialului.

Fig. 1. Procedee de extrudare:

D-diametru initial;d-diametru final;Ve-curgerea materialului extrudat

3

Semifabricatul initial 1, de sectiune rotunda, se introduce in camera de presare 2

(fig. 1 a si b). Prin apasarea cu forta P asupra poansonului 3, marerialul ce se extrudeaza

este fortat sa treaca prin orificiul cu sectiunea si dimensiunile dorite din matrita 4,

rezultand semifabricatul sau piesa finita 5. Pentru fixarea matritei 4 se foloseste suportul

6. In cazul extrudarii directe directia si sensul de curgere al materialului ce se extrudeaza

sunt aceleasi cu directia si sensul de deplasare al poansonului. La extruderea indirecta

(fig.1.b) materialul, curge in sens invers fata de poanson, iar la extrudarea combinata

(fig. 1,c) materialul curge simultan, in ambele sensuri.

Extrudarea directa se foloseste, de regula, in cazul obtinerii unor semifabricate

sau profile cu sectiune plina si in cazul deformarii prealabile a lingourilor din oteluri si

aliaje cu plasticitate redusa.

Extrudarea inversa se utilizcaza mai frecvent in cazul pieselor si semifabricatelor

tubulare, iar cea combinata este impusa de configuratia anumitor piese.

Extrudarea inversa permite sa se reduca deseurile si forta de apasare, deoarece

semifabricatul nu mai are o miscare in raport cu peretii camerei de presare,

nemaiexistand forte de frecare pe suprafetele laterale ale semifabricatului.

In urma deformarii materialul sufera o marire accentuata a lungimii, o micsorare

a sectiunii si o modificare de proprietati specifice prelucrarii prin deformare plastica.

4

CAPITOLUL II

DEFORMATII SI TENSIUNI IN PROCESUL DE EXTRUDARE

La deformarea materialului in procesul de extrudare directa sunt prezente trei stadii

distincte :

-presarea semifabricatului in camera de presare pana la inceputul curgerii plastice

prin orificiul de calibrare al matritei (fig. 2,a);

-curgerea materialului din camera de presare prin orificiul de calibrare pana cand

lungimea semifabricatului ls indeplinste conditia: ls≥lcr (fig. 2,b).

-curgerea materialului din camera de presare prin orificiul de calibrare , in ultima

etapa a calibrarii, cand ls ≤ lcr (fig. 2,c).

Schema fortelor exterioare si a tensiunilor ce actioneaza asupra metalului in timpul

extrudarii directe a unei bare rotunde dintr-un lingou sau semifabricat de forma

cilindrica este data in figura 3. Din analiza figurii 3, a rezulta, ca asupra materialului

actioneaza urmatoarele forte : forta sau presiunea de apasare a poansonului,

componentele de presiune normala de pe suprafata de lucru a sculelor si fortelor de

frecare exterioara. Starea de tensiune a materialului in focarul de deformatie este

comprimarea triaxiala sau comprimarea din doua directii si intindere in cea de-a treia

directie.

Din diafragma indicatoare presiune- cursa poansonului (fig. 3,b) rezulta ca regimul

de forte in timpul extrudarii se schimba. In linii mari, variatia fortei totale de extrudare

in timpul unui ciclu poate fi impartita in 4 perioade.

-perioada I reprezinta perioada de refulare a semifabricatului initial de la diametrul

initial pana la diametrul conteinerului, forta totata P crescand de la zero pina la o valoare

echivalenta cu rezistenta pe care materialul o opune deformarii ;

-perioada a II-a; semifabricatul avand acelasi diametru cu conteinerul este obligat sa

umple conul de deformare al matritei si sa treaca in cilindrul de calibrare ( fig. 5), forta

totala fie ca se mentine la valoarea. maxima obtinuta in perioada intai, fie ca se

majoreaza in continuare, dar cu valori reduse;

5

Fig. 2 Stadiile deformarii la extrudare

Fig. 3 Forte in procesul de extrudare

-perioada a III-a reprezinta perioada de stabilizare a procesului de extrudare si incepe

odata cu iesirea semifabricatului extrudat prin orificiul matritei, continuandu-se pana spre

sfirsitul extrudarii lingoului. In timpul perioadei a III-a, in functie de calitatea

lubrifiantului folosit, forta totala de extrudare poate sa creasca in continuare, sa scada sau

sa se mentina constanta ;

-perioada a IV-a caracterizata printr-o crestere brusca a fortei totale, datorita

reducerii lungimii semifabricatului extrudat si strivirii lui, cresterea fiind cu atat mai

intense cu cat procesul se apropie de sfarsit.

6

Datorita unor factori ca: valoarea si natura fortelor ce se dezvolta in timpul

extrudarii, diferenta de temperature intre scule si materialul ce se extrudeaza, valoarea

fortelor de frecare exterioara, forma sculelor, viteza si gradul de deformare si modul de

extrudare, deformarea este neuniforma in volumul semifabricatului, unele parti gasindu-

se aproape intr-o stare de deformare elastica.

7

CAPITOLUL III

DOMENIILE DE APLICARE

In functie de scopul urmarit, extrudarea metalelor si aliajelor se aplica in

urmatoarele cazuri:

- obtinerea de piese finite sau profile complicate care nu pot fi realizate prin alte

procedee de prelucrare plastica a metalelor(laminare, forjare);

- deformarea plastica prealabila in vederea maririi posibilitatilor de obtinere a unor

piese complicate prin alte procedee de deformare ;

- obtinerea de piese finite sau profile complicate, care se pot fabrica si prin alte

procedee, dar care se executa mai economic prin procedeul extrudarii.

Se pot obtine :

-bare rotunde sau profilate cu lungimea pana la 20 m ;

-bare cu diametrul de la 300 mm (400 mm pentru Al) pana la cativa mm ;

-tevi cu grosimea peretelui de 0,025 mm la un diametru de 0,3 mm ;

-tevi cu diametrul de 350 ... 400 mm si grosimea peretilor 1,5 ... 8 mm;

-butelii si recipienti pentru gaze, produse cosmetice, alimentare etc. (fig. 4,a);

- recipienti bimetalici (fig 4.b).

In figura 4,a este prezentat schematic modul de obtinere prin extrudare a tuburilor de

pasta de dinti. Poansonul 1 apasa cu forla P semifabricatul initial sub forma unei pastile,

introdus in camera de presare 2. In urma deformarii care are loc rezulta tubul 3, prevazut

la partea inferioara cu filet. In figura 4,b se prezinta schematic modul de obtinere al unui

recipient bimetalic. Semifabricatul initial este introdus in camera de presare 2 si apasat cu

poansonul 3. In urma deformarii rezulta tubul 1, in interiorul caruia se introduce o pastila

dintr-un alt metal 4, fiind deformata la randu1 ei de poansonul 5.

8

9

CAPITOLUL IV

SCULE PENTRU EXTRUDARE

In principiu o scula pentru extrudare este alcatuita dintr-o matrita in care are loc

deformarea si dintr-un poanson, care sub actiunea fortei de apasare produce deformarea.

In functie de tipul extrudarii, matritele pot fi: matrite pentru extrudarea directa (fig. 5,a),

matrite pentru extrudarea inversa (fig 5, b) si matrite pentru extrudarea combinata.

In general, o matrita pentru extrudare este alcatuita din conul de deformare 1,

cilindrul de calibrare 2 si cilindrul de iesire 3. 0 atentie deosebita se acorda unghiului α,

care se alege in functie de material:

2 α = 90 ... 130°, pentru metalele si aliajele cu plasticitate ridicata ;

2 α < 90°, pentru materialele cu plasticitate redusa.

La extrudarea pieselor simple, cu plasticitate ridicata, se practica mai multe orificii in

aceeasi matrita (fig. 5, c).

Poansonul este in functie de tipul extrudarii. Forma clasica a unui poanson pentru

extrudare este data in figura 6, a. Forma zonei active a poansonului se modifica in

functie de modul de extrudare (fig .6, b si c)

Materialele din care se confectioneaza sculele pentru extrudare sunt:

- oteluri carbon de scule, pentru materialele cu plasticitate foarte ridicata;

- oteluri rapide cu molibden sau carburile metalice, pentru materialele

cu plasticitate redusa.

Pentru marirea rezistentei zonelor active, sculele se prelucreaza fin si se trateaza

termic prin calire pana la o duritate de 55 …..65 HRC.

10

CAPITOLUL V

CALCULUL FORTEI PENTRU EXTRUDARE

Valoarea fortei totale de extrudare este influentata, in princinal, de urmatorii factorii:

rezistenta la deformare a materialului in conditii de extrudare data, natura materialului

extrudat, gradul de deformare, complexitatea piesei, forma si dimensiunile

semifabricatului initial, valoarea fortelor de frecare exterioare etc. Pentru determinarea

relatiei de calcul se considera extrudarea directa a unei bare pline, de diametru d dintr-

un semifabricat cilindric de diametru D. Interiorul matritei si camerei de presare in

care are loc deformarea se imparte in trei zone (fig. 7,a).

- zona cilindrica inferioara, in care se produce calibrarea;

- zona tronconica de trecere de la diametrul D la diametrul d, cu inclinatia α, in care

se produce deformarea propriu-zisa:

- zona cilindrica superioara prin care se deplaseaza semifabricatul sub actiunea

poansonului.

Presiunea de deformare p, considerate la suprafata de contact dintre

semifabricat si poanson, este :

in care: pd este presiunea ceruta de trecerea semifabricatului prin zona de calibrare;

pα - presiunea ceruta de trecerea semifabricatului prin zona de deformare: pD- presiunea

ceruta de trecerea semifabricatului prin container.

Pornind de la ecuatia diferentiala de echilibru in sistemul de coordonate sferice si

analizand procesul curgerii metalului in lungel celor trei zone se determina valorile

lui pd, pα, pD, iar in final se obtine pentru presiunea de contact p, relatia :

11

si pentru forta de extrudare P, relatia:

in care :µ este coeficientul de frecare dintre semibabricat si matrita;

σc –rezistenta materialului la deformare.

In cazul extrudarii profilelor tubulare, apare in plus forta de frecare dintre

semifabricat si dorn (fig. 7, b) de marimea :

Tinand cont de relatia (4) si tratand problema analog ca la sectiunile

pline, se obtine pentru forta de extrudare relatia :

12

Pentru calculul fortei la extrudarea inversa se procedeaza la fel ca la extrudarea

directa, dar se tine cont ca semifabricatul nu se deplaseaza fara de conteiner si deci nu

exista forte de frecare pe aceasta suprafata. Eliminand termenul dat de forta de frecare din

conteiner, se obtiine pentru forta de extrudare relatia :

in care notatiile au aceeasi semnificatie.

Deoarece fortele necesare extrudarii sunt mari, tendinta generala este de a se folosi

orice cale pentru reducerea acestora. Printre aceste cai, de retinut este micsorarea

substantiala a fortelor de frecare, folosind diferiti lubrifianti ca: sticla speciala (sub forma

de praf, vata sau tesatura, care depusa pe semifabricatul incalzit formeaza prin topire o

glazura), ulei mineral, grafit sau diferite unsori speciale.

13

CAPITOLUL VI

TEHNOLOGIA EXTRUDARII

Dupa debitare si calibrare, semifabricatele ce urmeaza a fi extrudate se supun, in

general, urmatoarelor operatii :

- inmuierea materialului in vederea deformarii mai usoare, printr-un tratament termic

de recoacere ;

- operatii pregatitoare: spalare, degresare, decapare, neutralizare, ungere, fosfatare

etc.;

- extrudarea propriu-zisa: se executa la prese mecanice cu alimenrare manuala sau

automata ;

- operatii de completare (retezare, gaurire, calibrare etc.);

- controlul tehnic de calitate.

14

CAPITOLUL VII

AVANTAJELE SI DEZAVANTAJELE EXTRUDARII

Principalele antaje ale extrudarii metalelor si aliajelor sunt :

- posibilitatea de deformare plastica a metalelor si aliajelor cu plasticitate redusa (ce

nu pot fi forjate sau laminate) ;

- precizie dimensionala si calitate a suprafetelor mai bune ca la forjare si laminare ;

- productivitate ridicata ;

- obtinerea unor profile si piese finite in conditii mai economice ;

- posibilitatea obtinerii unor profile complicate.

Principalele dezavantaje ale extrudarii sunt :

- durabilitatea redusa a matricelor, deoarece ele sunt supuse unor puternice solicitari

mecanice si termice (de aeeea se confectioneaza din oteluri Cr-W refractare, rezistente la

uzura) ;

- deseuri mari de metal, mai ales la extrudarea tevilor.

15

CAPITOLUL VIII

PROCEDEE MODERNE DE EXTRUDARE

In ultimul timp se fac intense studii si cercetari in vederea imbunatatirii regimului de

extrudare, cercetari dirijate mai ales in directia reducerii fortelor de extrudare.

In acest sens s-au pus la punct noi procedee de extrudare ca: extrudare hidrostatica,

prin explozie, in camp ultrasonor .

16

NORME DE PROTECTIA MUNCII

Art. 1

Fiecare elev trebuie sa isi desfasoare activitatea, in conformitate cu pregatirea si

instruirea sa, precum si cu instructiunile primite din partea unitatii, astfel incat sa nu

expuna la pericol de accidentare sau imbolnavire profesionala atat propria persoana, cat si

alte persoane care pot fi afectate de actiunile sau omisiunile sale in timpul procesului de

munca.

Art.2

(1) In mod deosebit, in scopul realizarii obiectivelor prevazute la art. 22, lucratorii au

urmatoarele obligatii:

a) sa utilizeze corect masinile, aparatura, uneltele, substantele periculoase, echipamentele

de transport si alte mijloace de productie;

b) sa utilizeze corect echipamentul individual de protectie acordat si, dupa utilizare, sa il

inapoieze sau sa il puna la locul destinat pentru pastrare;

c) sa nu procedeze la scoaterea din functiune, la modificarea, schimbarea sau inlaturarea

arbitrara a dispozitivelor de securitate proprii, in special ale masinilor, aparaturii,

uneltelor, instalatiilor tehnice si cladirilor, si sa utilizeze corect aceste dispozitive;

d) sa comunice imediat unitatii si/sau lucratorilor desemnati orice situatie de munca

despre care au motive intemeiate sa o considere un pericol pentru securitatea si sanatatea

elevilor, precum si orice deficienta a sistemelor de protectie;

e) sa aduca la cunostinta conducatorului locului de munca accidentele suferite de propria

persoana;

17

f) sa coopereze cu unitatea atat timp cat este necesar, pentru a face posibila realizarea

oricaror masuri sau cerinte dispuse de catre inspectorii de munca si inspectorii sanitari,

pentru protectia sanatatii si securitatii elevilor;

g) sa coopereze, atat timp cat este necesar, cu unitatea pentru a permite unitatii sa se

asigure ca mediul de munca si conditiile de lucru sunt sigure si fara riscuri pentru

securitate si sanatate, in domeniul sau de activitate;

h) sa isi insuseasca si sa respecte prevederile legislatiei din domeniul securitatii si

sanatatii in munca si masurile de aplicare a acestora;

i) sa dea relatiile solicitate de catre inspectorii de munca si inspectorii sanitari.

(2) Obligatiile prevazute la alin. (1) se aplica, dupa caz, si celorlalti participanti la

procesul de munca, potrivit activitatilor pe care acestia le desfasoara.

Art. 3

Masurile prin care se asigura supravegherea corespunzatoare a sanatatii elevilor in functie

de riscurile privind securitatea si sanatatea in munca se stabilesc potrivit reglementarilor

legale.

Art. 4

(1) Masurile prevazute la art. 3 vor fi stabilite astfel incat fiecare elev sa poata beneficia

de supravegherea sanatatii la intervale regulate.

(2) Supravegherea sanatatii elevilor este asigurata prin medicii de medicina a muncii. 

Art. 5

Orice eveniment, va fi comunicat de indata unitatii, de catre conducatorul locului de

munca sau de orice alta persoana care are cunostinta despre producerea acestuia.

18

Art. 6

(1) Unitatea are obligatia sa comunice evenimentele, de indata, dupa cum urmeaza:

a) inspectoratelor teritoriale de munca,

b) asiguratorului, potrivit Legii nr. 346/2002 privind asigurarea pentru accidente de

munca si boli profesionale, cu modificarile si completarile ulterioare, evenimentele

urmate de incapacitate temporara de munca, invaliditate sau deces, la confirmarea

acestora;

c) organelor de urmarire penala, dupa caz.

(2) Orice medic, inclusiv medicul de medicina a muncii aflat intr-o relatie contractuala cu

unitatea, conform prevederilor legale, va semnala obligatoriu suspiciunea de boala

profesionala sau legata de profesiune, depistata cu prilejul prestatiilor medicale.

19

BIBLIOGRAFIE

1. Voicu M. s.a.- Studiul si tehnologia metalelor, E.D.P. 1975

2. Nanu A. – Tehnologia materialelor E.D.P. 1978

3. Manualul inginerului mechanic, Tehnologia constructiilor de masini, Ed. Tehn.

1972.

4. Sofronie L. -Elaborarea si turnarea aliajelor E.D.P. 1975

5. Chira I. s.a.- Procedee speciale de turnare E.D.P. 1980

6. Buzila S. – Proiectarea si executarea formelor, E.D.P. 1976

7. Stefanescu Cl. s.a.-Tehnologia de executare a pieselor prin turnare, Ed. Tehn.

1981

8. Popescu V.- Forjarea si extruziunea metalelor, E.D.P. 1978.

9. Badea S.- Forjarea metalelor, E.D.P. 1979.

10. Zgura Gh. s.a.- Tehnologia stantarii si matritarii la rece, E.D.P. 1979.

11. Salagean Tr.- Sudarea cu arcul electric , Ed. Facla, 1977.

12. Boarna C. s.a. –Procedee neconventionale de sudare, Ed. Facla, 1980.

13. Avram I, s.a. –Procedee conexe sudarii, Ed. Tehn. 1968.

14. Popescu N. s.a. –Tehnologia tratamentelor termice, Ed. tehn, 1974.

15. Enache St. s.a. –Proiectarea formei pieselor in constructia de masini, Ed. tehn.

1979

16. Colectiile standardelor de stat

20