擠壓不(bu)銹(xiu)鋼(gang)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。擠壓不銹鋼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。
一些擠壓(ya)(ya)機的壓(ya)(ya)力與坯料尺(chi)寸及比壓(ya)(ya)之間的關(guan)系見表 2-4。
一般來說,50MN以(yi)(yi)下的(de)擠壓(ya)機采(cai)用(yong)的(de)比(bi)壓(ya)約為300~1300MPa,而50MN以(yi)(yi)上的(de)擠壓(ya)機采(cai)用(yong)的(de)比(bi)壓(ya)約200~1100MPa。這是由于大噸位擠壓(ya)機的(de)坯料因摩擦引起(qi)的(de)阻力相對于小(xiao)噸位的(de)擠壓(ya)機要小(xiao)。
擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)(bi)即擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)的(de)變(bian)形(xing)程度。如果擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)能(neng)(neng)力許可,則擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)(bi)越(yue)大越(yue)好。一(yi)般鋼(gang)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)(bi)在10~60之間(jian)。而對于鑄坯(pi),擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)(bi)應大于20。因為只(zhi)有大的(de)變(bian)形(xing)量才能(neng)(neng)改(gai)變(bian)鑄態組(zu)織,得到細小的(de)晶粒,提高擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)制品的(de)質量。也有資(zi)料介紹,認為對于鑄坯(pi)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)(bi)取35是最(zui)為合適(shi)的(de)。不(bu)過應該注意(yi)的(de)是過大的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)(bi),將(jiang)導致過大的(de)金屬流(liu)動速度,使變(bian)形(xing)劇烈,當潤(run)滑劑不(bu)能(neng)(neng)滿(man)足要求時(shi),某些材料的(de)制品表面(mian)會(hui)有形(xing)成(cheng)裂紋的(de)危險。
圖2-4所示為擠壓(ya)比(bi)、比(bi)壓(ya)和變形抗力之間的(de)關(guan)系。此圖對于選(xuan)擇擠壓(ya)比(bi)十分(fen)有用。
此(ci)外,在(zai)選擇坯(pi)料(liao)尺(chi)寸時,還應該考(kao)慮到擠壓成品的定尺(chi)長度、輔(fu)助(zhu)設備的能力等因(yin)素。
表 2-5列出(chu)部分鋼擠壓機采用的坯料尺寸
擠壓管坯(pi)尺寸(cun)選擇的步驟如(ru)下:
1. 首先根(gen)據擠壓(ya)的材料(liao)、產品的規(gui)格和設(she)備的能力,參考圖2-3、表2-1預選擠壓(ya)比。
2. 預選擠壓筒直(zhi)徑
根(gen)據計算的(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)直徑,對比現(xian)有擠壓(ya)(ya)機擠壓(ya)(ya)筒(tong)系列的(de)(de)尺(chi)寸,預選(xuan)擠壓(ya)(ya)筒(tong)。在(zai)預選(xuan)擠壓(ya)(ya)筒(tong)時(shi),要考(kao)慮到坯(pi)料(liao)(liao)加熱(re)(re)時(shi)的(de)(de)熱(re)(re)膨脹(zhang)和坯(pi)料(liao)(liao)進擠壓(ya)(ya)筒(tong)時(shi)應預留(liu)的(de)(de)涂(tu)潤滑(hua)劑必要的(de)(de)工藝間隙。此坯(pi)料(liao)(liao)的(de)(de)最大直徑應比擠壓(ya)(ya)筒(tong)直徑小1.5%~2%。同時(shi),為了保(bao)證擠壓(ya)(ya)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)內(nei)表面質量和壁厚的(de)(de)均勻(yun)性,坯(pi)料(liao)(liao)內(nei)孔(kong)直徑應比芯棒大5%~10%(一(yi)般為8~20mm)。
3. 坯料的截面(mian)尺寸(cun)確定之后,重新計算擠壓比。
4. 坯料長(chang)度一般不應超過其直徑的3.5 ~4.0倍
坯料過(guo)(guo)長,會使擠壓(ya)力和擠壓(ya)時間(jian)增加(jia),降低工模具的(de)使用壽命;而坯料過(guo)(guo)短則使生產率(lv)降低,金屬(shu)消耗(hao)增加(jia),操作頻率(lv)增加(jia)。
5. 進行擠壓力校核(he)
在(zai)預選擇坯料尺寸(cun)之后,需(xu)要進行擠壓(ya)(ya)(ya)力校核,檢查擠壓(ya)(ya)(ya)力是否在(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)額定壓(ya)(ya)(ya)力范圍內。如擠壓(ya)(ya)(ya)力太(tai)小(xiao),則不能充分發(fa)揮擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)能力;如擠壓(ya)(ya)(ya)力太(tai)大,超過擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)額定壓(ya)(ya)(ya)力:則無法(fa)實現產品的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)過過程。在(zai)這兩種情況下,都(dou)必須重新進行坯料的(de)(de)選擇。
6. 選擇穿孔坯(pi)料
由于(yu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)的(de)(de)系(xi)列與(yu)(yu)擠(ji)壓筒(tong)(tong)的(de)(de)系(xi)列相匹配,故擠(ji)壓坯料的(de)(de)直徑(jing)即為穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)的(de)(de)直徑(jing)。一些擠(ji)壓機組(zu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)與(yu)(yu)擠(ji)壓筒(tong)(tong)的(de)(de)配合情況列于(yu)表(biao)2-6。一般,穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯料的(de)(de)直徑(jing)比穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)最小直徑(jing)小1.5%~2.0%(約5mm~10mm)。
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(xiu)鋼管(guan)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。
德(de)國 Schloemann公司(si)的(de)資料認為,對(dui)于(yu)(yu)擠壓空心(xin)坯的(de)加(jia)工方(fang)法,取決于(yu)(yu)坯料內(nei)徑的(de)大小。一般對(dui)31.5MN擠壓機,空心(xin)坯的(de)加(jia)工方(fang)法是:內(nei)孔(kong)(kong)(kong)ф<50mm,采用鉆孔(kong)(kong)(kong);Φ=20~80mm,采用預鉆孔(kong)(kong)(kong)+熱擴孔(kong)(kong)(kong);ф>50mm,采用熱穿孔(kong)(kong)(kong)(坯料長(chang)度/內(nei)徑<7)。
7. 穿孔坯料尺寸確(que)定之后,還應該用鐓(dui)粗(cu)力(li)和(he)穿孔力(li)的(de)計算公式,進(jin)行(xing)鐓(dui)粗(cu)力(li)和(he)穿孔力(li)的(de)校核。