擠壓不(bu)銹鋼(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。 


圖 2-3 擠壓機壓力與擠壓筒直徑的關系.jpg


 一些擠壓機的(de)壓力與坯料尺(chi)寸(cun)及比壓之間的(de)關系(xi)見(jian)表 2-4。


表 2-4 擠壓機壓力與坯料尺寸及比壓之間的關系.jpg


 一般來說,50MN以下的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)采用(yong)的(de)比(bi)(bi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)約為300~1300MPa,而(er)50MN以上的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)采用(yong)的(de)比(bi)(bi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)約200~1100MPa。這是由于大噸位擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)坯料(liao)因摩擦(ca)引起(qi)的(de)阻(zu)力相對于小噸位的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)要小。


 擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)比(bi)(bi)即(ji)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)程度。如果擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力許可,則(ze)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)比(bi)(bi)越(yue)大(da)(da)越(yue)好。一(yi)般鋼擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)比(bi)(bi)在10~60之間。而對(dui)于鑄(zhu)(zhu)坯(pi),擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)比(bi)(bi)應大(da)(da)于20。因為(wei)只有大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)量才能改變(bian)鑄(zhu)(zhu)態組織,得到(dao)細小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒(li),提高(gao)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)制(zhi)品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量。也有資料介(jie)紹,認為(wei)對(dui)于鑄(zhu)(zhu)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)比(bi)(bi)取35是最為(wei)合適(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。不(bu)過應該注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是過大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)比(bi)(bi),將導致過大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬流(liu)動(dong)速度,使(shi)變(bian)形(xing)劇烈,當潤滑劑不(bu)能滿足(zu)要求時(shi)(shi),某些(xie)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)品表面會有形(xing)成裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)危險。


 圖(tu)2-4所示為擠壓比、比壓和變形抗力之間的關系。此圖(tu)對(dui)于(yu)選擇擠壓比十分(fen)有用。


圖 2-4 金屬抗力與變形可能性的關系.jpg


此外,在(zai)選擇坯料尺(chi)寸時,還應(ying)該(gai)考(kao)慮到擠壓成品的定尺(chi)長(chang)度、輔助設備的能力等(deng)因(yin)素。

  

 表 2-5列(lie)出部(bu)分鋼(gang)擠壓機采用的坯料尺寸


表 2-5 國外部分鋼擠壓機采用的坯料尺寸.jpg


 擠(ji)壓(ya)管(guan)坯(pi)尺寸選(xuan)擇的步驟如下:

 

 1. 首先根(gen)據(ju)擠(ji)壓的(de)材料、產品的(de)規格和設備的(de)能力,參考圖2-3、表(biao)2-1預選擠(ji)壓比。


 2. 預選擠壓筒直徑


    根據(ju)計(ji)算(suan)的(de)坯料(liao)(liao)直徑(jing)(jing),對(dui)比現有擠(ji)壓(ya)(ya)機擠(ji)壓(ya)(ya)筒系列的(de)尺寸(cun),預選(xuan)擠(ji)壓(ya)(ya)筒。在預選(xuan)擠(ji)壓(ya)(ya)筒時(shi),要(yao)考慮到坯料(liao)(liao)加熱時(shi)的(de)熱膨脹和坯料(liao)(liao)進(jin)擠(ji)壓(ya)(ya)筒時(shi)應(ying)預留的(de)涂潤滑劑必要(yao)的(de)工藝間隙。此坯料(liao)(liao)的(de)最大直徑(jing)(jing)應(ying)比擠(ji)壓(ya)(ya)筒直徑(jing)(jing)小1.5%~2%。同時(shi),為了(le)保證擠(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)管(guan)的(de)內表面質量(liang)和壁厚(hou)的(de)均勻性,坯料(liao)(liao)內孔直徑(jing)(jing)應(ying)比芯棒大5%~10%(一般為8~20mm)。


 3. 坯(pi)料的截面尺寸確(que)定之后(hou),重(zhong)新計(ji)算擠(ji)壓比。


 4. 坯料(liao)長度(du)一般不應超過(guo)其直徑(jing)的3.5 ~4.0倍


    坯料過長,會使(shi)(shi)擠壓力和擠壓時(shi)間增(zeng)加(jia)(jia),降低(di)工模具的使(shi)(shi)用壽命;而坯料過短則(ze)使(shi)(shi)生產率降低(di),金屬消耗增(zeng)加(jia)(jia),操(cao)作頻率增(zeng)加(jia)(jia)。


 5. 進行擠壓(ya)力校核


   在預選(xuan)(xuan)擇坯料(liao)尺寸之(zhi)后,需要進行(xing)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)校核,檢查擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)是否在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)額定壓(ya)(ya)(ya)力(li)范(fan)圍內。如(ru)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)太(tai)(tai)小,則不能充分發揮擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)能力(li);如(ru)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)太(tai)(tai)大(da),超過擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)額定壓(ya)(ya)(ya)力(li):則無法實現(xian)產品的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過過程(cheng)。在這兩種(zhong)情況下,都必須重新進行(xing)坯料(liao)的(de)選(xuan)(xuan)擇。


 6.  選擇穿孔坯料(liao)


   由(you)于(yu)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)的(de)(de)系列(lie)與擠壓筒(tong)(tong)的(de)(de)系列(lie)相匹(pi)配,故擠壓坯料的(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)即為穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)的(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)。一些擠壓機組穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)與擠壓筒(tong)(tong)的(de)(de)配合(he)情(qing)況列(lie)于(yu)表(biao)2-6。一般,穿(chuan)孔(kong)坯料的(de)(de)直(zhi)(zhi)徑(jing)比穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)最小直(zhi)(zhi)徑(jing)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 Schloemann公司的(de)資料認為,對(dui)于擠(ji)壓空心坯(pi)的(de)加(jia)(jia)工方法,取(qu)決于坯(pi)料內徑的(de)大小。一(yi)般對(dui)31.5MN擠(ji)壓機,空心坯(pi)的(de)加(jia)(jia)工方法是(shi):內孔(kong)ф<50mm,采用(yong)(yong)鉆孔(kong);Φ=20~80mm,采用(yong)(yong)預鉆孔(kong)+熱(re)(re)擴孔(kong);ф>50mm,采用(yong)(yong)熱(re)(re)穿孔(kong)(坯(pi)料長度(du)/內徑<7)。


7. 穿(chuan)孔(kong)坯料尺寸確定之(zhi)后,還應(ying)該用鐓(dui)粗力(li)和(he)穿(chuan)孔(kong)力(li)的(de)計算公式(shi),進行(xing)鐓(dui)粗力(li)和(he)穿(chuan)孔(kong)力(li)的(de)校核。