擠壓不(bu)銹鋼管坯尺寸的選擇是關系到擠壓機的產量和產品質量的重要因素之一。擠壓坯料的尺寸主要是指外徑、內徑和長度。擠壓不(bu)銹鋼(gang)管坯料尺寸的大小除了受到擠壓筒尺寸的限制之外,同時還與生產產品的規格、材料的變形抗力、采用的變形量以及擠壓機能力的大小有關。當材料的變形抗力越大時,擠壓比不能選得太大,要選直徑較小的坯料。反之,可以選用較大直徑的坯料。 圖2-3所示為擠壓機壓力、變形時的比壓與坯料直徑(擠壓筒的大小)的 關系。由圖2-3可以看出:當材料的變形抗力越大時,需要的比壓就越大。在 已定的擠壓機上擠壓比就不能太大,要選擇較小的坯料。反之,坯料直徑就可以增大。 


圖 2-3 擠壓機壓力與擠壓筒直徑的關系.jpg


 一些擠壓(ya)機的壓(ya)力與坯料尺寸及比壓(ya)之間的關(guan)系見(jian)表(biao) 2-4。


表 2-4 擠壓機壓力與坯料尺寸及比壓之間的關系.jpg


 一般來(lai)說,50MN以(yi)下的(de)擠(ji)壓機(ji)采用的(de)比(bi)壓約為300~1300MPa,而50MN以(yi)上的(de)擠(ji)壓機(ji)采用的(de)比(bi)壓約200~1100MPa。這是由于大噸位(wei)擠(ji)壓機(ji)的(de)坯料(liao)因摩擦引起的(de)阻力相對于小噸位(wei)的(de)擠(ji)壓機(ji)要小。


 擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比即(ji)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時的(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)(xing)程(cheng)度。如果擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)能(neng)力(li)許可(ke),則擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比越大(da)越好。一般鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比在10~60之(zhi)間。而對于鑄坯,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比應(ying)大(da)于20。因為(wei)只有大(da)的(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)(xing)量才能(neng)改變(bian)鑄態組織,得到細小的(de)(de)晶粒,提高擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)制品(pin)的(de)(de)質量。也有資料介紹,認為(wei)對于鑄坯的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比取35是最為(wei)合適的(de)(de)。不過(guo)應(ying)該(gai)注意的(de)(de)是過(guo)大(da)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比,將導致過(guo)大(da)的(de)(de)金屬(shu)流動速度,使變(bian)形(xing)(xing)(xing)劇(ju)烈,當潤滑(hua)劑不能(neng)滿足要求時,某些材料的(de)(de)制品(pin)表面會有形(xing)(xing)(xing)成裂紋(wen)的(de)(de)危險。


 圖(tu)2-4所(suo)示為擠壓比、比壓和變(bian)形抗力(li)之(zhi)間的關系。此圖(tu)對(dui)于(yu)選(xuan)擇擠壓比十分有用。


圖 2-4 金屬抗力與變形可能性的關系.jpg


此外,在選擇坯(pi)料尺(chi)寸時(shi),還(huan)應該考慮(lv)到擠(ji)壓(ya)成(cheng)品的(de)定(ding)尺(chi)長度、輔助(zhu)設備的(de)能(neng)力等因(yin)素。

  

 表 2-5列出部分鋼擠壓機采用的坯料尺(chi)寸


表 2-5 國外部分鋼擠壓機采用的坯料尺寸.jpg


 擠壓(ya)管坯尺寸選擇的步驟如(ru)下(xia):

 

 1. 首先根據擠壓的材料、產品的規(gui)格和(he)設(she)備的能力,參(can)考圖(tu)2-3、表2-1預選擠壓比。


 2. 預選擠壓筒直(zhi)徑


    根據計算的(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)直徑(jing),對比(bi)現有擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)系列的(de)(de)尺寸,預選擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)。在預選擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)時(shi),要(yao)考慮到(dao)坯(pi)料(liao)(liao)加熱(re)時(shi)的(de)(de)熱(re)膨脹和坯(pi)料(liao)(liao)進擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)時(shi)應預留的(de)(de)涂潤滑劑(ji)必要(yao)的(de)(de)工藝間隙。此坯(pi)料(liao)(liao)的(de)(de)最大直徑(jing)應比(bi)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)直徑(jing)小1.5%~2%。同(tong)時(shi),為(wei)了保(bao)證(zheng)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)鋼(gang)管的(de)(de)內(nei)表面質(zhi)量和壁厚的(de)(de)均勻(yun)性(xing),坯(pi)料(liao)(liao)內(nei)孔直徑(jing)應比(bi)芯棒(bang)大5%~10%(一般為(wei)8~20mm)。


 3. 坯料的截(jie)面尺寸確定(ding)之后,重(zhong)新計(ji)算(suan)擠(ji)壓比。


 4. 坯(pi)料長(chang)度一般不應超過(guo)其(qi)直(zhi)徑的3.5 ~4.0倍


    坯料過長,會使(shi)擠(ji)壓(ya)力和擠(ji)壓(ya)時(shi)間(jian)增加,降低工模具的(de)使(shi)用壽命;而坯料過短則使(shi)生產率降低,金屬消耗(hao)增加,操作頻率增加。


 5. 進行擠壓(ya)力校核


   在(zai)預選擇坯料尺寸之(zhi)后,需要進行擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力校核,檢(jian)查擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力是否(fou)在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)額定(ding)壓(ya)(ya)(ya)力范圍內。如擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力太(tai)小,則(ze)不能充分發(fa)揮擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)能力;如擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力太(tai)大,超過擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)額定(ding)壓(ya)(ya)(ya)力:則(ze)無(wu)法實現產品的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過過程(cheng)。在(zai)這兩(liang)種情(qing)況下(xia),都必須重新(xin)進行坯料的(de)(de)選擇。


 6.  選擇穿孔坯(pi)料


   由于(yu)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)(tong)的(de)(de)系列與擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)(de)系列相(xiang)匹配(pei),故擠(ji)壓(ya)坯料(liao)的(de)(de)直徑即為穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)(tong)的(de)(de)直徑。一些擠(ji)壓(ya)機組穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)(tong)與擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)(de)配(pei)合情況列于(yu)表2-6。一般,穿(chuan)(chuan)(chuan)孔坯料(liao)的(de)(de)直徑比(bi)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔筒(tong)(tong)最小直徑小1.5%~2.0%(約5mm~10mm)。


表 2-6 擠壓坯料、穿孔筒、擠壓筒之間的尺寸關系.jpg


 當穿孔坯料的長度/穿孔芯棒的直徑>7時,穿孔后坯料內孔容易產生偏心,很難保證擠壓不銹鋼管的質量。此時,應該采用坯料預鉆后的擴孔工藝。坯料預鉆孔的直徑大小取決于其擴孔直徑。擴孔直徑與鉆孔直徑的關系如圖2-5所示。一般坯料預先鉆ф20~50mm的小孔,再熱擴孔至φ50~120mm 的空心坯內孔。坯料在預鉆孔時必須確保其同心度,這是保證擠壓不銹鋼管壁厚均勻的關鍵。


圖 2-5 擴孔直徑與鉆孔直徑之間的關系.jpg


  德國(guo) Schloemann公司的(de)(de)資料認為,對(dui)于擠壓空心坯的(de)(de)加工(gong)方法,取決于坯料內(nei)徑的(de)(de)大小。一般(ban)對(dui)31.5MN擠壓機,空心坯的(de)(de)加工(gong)方法是:內(nei)孔(kong)(kong)ф<50mm,采用鉆(zhan)孔(kong)(kong);Φ=20~80mm,采用預鉆(zhan)孔(kong)(kong)+熱擴孔(kong)(kong);ф>50mm,采用熱穿(chuan)孔(kong)(kong)(坯料長度/內(nei)徑<7)。


7. 穿(chuan)孔坯料尺寸確(que)定之后,還(huan)應(ying)該用鐓(dui)粗力(li)和(he)(he)穿(chuan)孔力(li)的(de)計算(suan)公(gong)式,進(jin)行鐓(dui)粗力(li)和(he)(he)穿(chuan)孔力(li)的(de)校核。