擠壓不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(ji)壓(ya)機的(de)壓(ya)力與坯料尺寸及比壓(ya)之間的(de)關(guan)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(ban)來說(shuo),50MN以(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓機(ji)(ji)采用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)比壓約(yue)為(wei)300~1300MPa,而50MN以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓機(ji)(ji)采用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)比壓約(yue)200~1100MPa。這是由于大(da)噸位(wei)擠(ji)(ji)(ji)壓機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)坯料(liao)因摩擦引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)阻(zu)力相對于小(xiao)噸位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓機(ji)(ji)要小(xiao)。


 擠(ji)(ji)壓比(bi)(bi)(bi)即擠(ji)(ji)壓時(shi)的(de)(de)變形(xing)(xing)程度。如果擠(ji)(ji)壓機的(de)(de)能(neng)力許可,則(ze)擠(ji)(ji)壓比(bi)(bi)(bi)越大(da)越好。一般鋼擠(ji)(ji)壓時(shi)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓比(bi)(bi)(bi)在(zai)10~60之(zhi)間。而對于(yu)(yu)鑄坯,擠(ji)(ji)壓比(bi)(bi)(bi)應大(da)于(yu)(yu)20。因為(wei)(wei)(wei)只有(you)大(da)的(de)(de)變形(xing)(xing)量才(cai)能(neng)改變鑄態組織,得到(dao)細小的(de)(de)晶(jing)粒(li),提(ti)高擠(ji)(ji)壓制品的(de)(de)質量。也有(you)資料(liao)(liao)介紹(shao),認(ren)為(wei)(wei)(wei)對于(yu)(yu)鑄坯的(de)(de)擠(ji)(ji)壓比(bi)(bi)(bi)取35是(shi)最為(wei)(wei)(wei)合適的(de)(de)。不(bu)過應該(gai)注(zhu)意的(de)(de)是(shi)過大(da)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓比(bi)(bi)(bi),將導致(zhi)過大(da)的(de)(de)金屬流動速度,使變形(xing)(xing)劇烈,當潤滑劑不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)要求(qiu)時(shi),某(mou)些材料(liao)(liao)的(de)(de)制品表(biao)面會有(you)形(xing)(xing)成裂紋的(de)(de)危險。


 圖(tu)2-4所示為擠壓(ya)比(bi)(bi)、比(bi)(bi)壓(ya)和(he)變形(xing)抗力(li)之間的關系。此(ci)圖(tu)對于選(xuan)擇擠壓(ya)比(bi)(bi)十分有用。


圖 2-4 金屬抗力與變形可能性的關系.jpg


此(ci)外,在選擇坯料尺寸時,還應該考慮到擠壓成(cheng)品的(de)定尺長度、輔助(zhu)設(she)備(bei)的(de)能力等因素(su)。

  

 表(biao) 2-5列出部(bu)分鋼擠壓(ya)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


 擠壓管坯尺寸選擇的步驟如下:

 

 1. 首先根據(ju)擠壓的材料、產(chan)品的規格和設備的能力,參考圖2-3、表(biao)2-1預選擠壓比。


 2. 預(yu)選擠壓筒直徑(jing)


    根據計算(suan)的(de)坯料(liao)(liao)(liao)直徑,對(dui)比(bi)現有擠(ji)壓機(ji)擠(ji)壓筒(tong)(tong)(tong)系列的(de)尺寸,預(yu)(yu)選擠(ji)壓筒(tong)(tong)(tong)。在預(yu)(yu)選擠(ji)壓筒(tong)(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi),要(yao)(yao)考(kao)慮到坯料(liao)(liao)(liao)加熱時(shi)(shi)(shi)的(de)熱膨脹和坯料(liao)(liao)(liao)進(jin)擠(ji)壓筒(tong)(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi)應(ying)預(yu)(yu)留的(de)涂潤滑劑必要(yao)(yao)的(de)工藝間隙(xi)。此坯料(liao)(liao)(liao)的(de)最大(da)直徑應(ying)比(bi)擠(ji)壓筒(tong)(tong)(tong)直徑小(xiao)1.5%~2%。同時(shi)(shi)(shi),為了保證擠(ji)壓鋼管的(de)內表面質量和壁厚的(de)均勻性(xing),坯料(liao)(liao)(liao)內孔直徑應(ying)比(bi)芯(xin)棒大(da)5%~10%(一(yi)般為8~20mm)。


 3. 坯料(liao)的截面尺寸(cun)確定之后,重新計算擠(ji)壓比。


 4. 坯料(liao)長度一般不(bu)應超過其直徑的3.5 ~4.0倍


    坯(pi)料過(guo)長,會使(shi)擠(ji)壓力(li)和擠(ji)壓時間增加,降低(di)工模具(ju)的使(shi)用壽命;而坯(pi)料過(guo)短(duan)則(ze)使(shi)生產率降低(di),金屬消(xiao)耗增加,操作頻率增加。


 5. 進行擠(ji)壓(ya)力校核


   在預選擇坯(pi)料(liao)尺寸之后(hou),需(xu)要(yao)進行擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)(li)校(xiao)核(he),檢查擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)(li)是(shi)否在擠(ji)(ji)壓(ya)機的(de)(de)額定壓(ya)力(li)(li)范圍(wei)內。如(ru)擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)(li)太小,則(ze)不能充分發(fa)揮擠(ji)(ji)壓(ya)機的(de)(de)能力(li)(li);如(ru)擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)(li)太大,超(chao)過(guo)擠(ji)(ji)壓(ya)機的(de)(de)額定壓(ya)力(li)(li):則(ze)無法實現產(chan)品的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)過(guo)過(guo)程。在這兩種情況(kuang)下,都必須重(zhong)新進行坯(pi)料(liao)的(de)(de)選擇。


 6.  選擇(ze)穿孔坯(pi)料


   由于穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)的系列(lie)與(yu)(yu)擠壓筒(tong)(tong)的系列(lie)相匹配,故(gu)擠壓坯料的直徑即(ji)為(wei)穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)的直徑。一些(xie)擠壓機組穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)與(yu)(yu)擠壓筒(tong)(tong)的配合情(qing)況列(lie)于表(biao)2-6。一般,穿(chuan)孔(kong)坯料的直徑比穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)最小(xiao)直徑小(xiao)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(bu)銹鋼(gang)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,對于擠(ji)壓空(kong)心坯(pi)的(de)加工方法,取決于坯(pi)料內徑(jing)的(de)大小。一般對31.5MN擠(ji)壓機,空(kong)心坯(pi)的(de)加工方法是:內孔ф<50mm,采用鉆孔;Φ=20~80mm,采用預鉆孔+熱擴孔;ф>50mm,采用熱穿孔(坯(pi)料長度/內徑(jing)<7)。


7. 穿孔坯料尺寸(cun)確(que)定(ding)之(zhi)后(hou),還(huan)應該用(yong)鐓粗(cu)(cu)力和(he)(he)穿孔力的計算公(gong)式,進行鐓粗(cu)(cu)力和(he)(he)穿孔力的校(xiao)核(he)。