浙江至德鋼業有限公司在擠壓帶翼不銹鋼管時,局部的金屬有較大的不均勻變形,這就可能導致金屬斷裂,型材形狀充不滿或型材扭曲。因此,研究金屬流動的規律性對于工模具孔型設計具有重要意義。擠壓帶翼不(bu)銹鋼(gang)管時的金屬流動特性的研究借助于坐標網和組合坯料來進行。擠壓帶翼鋼管時,擠壓模入口在較寬范圍內變化,對變形區的分布和金屬在擠壓芯棒空隙里的徑向變形的大小不產生重大的影響。因此,模子錐角的大小應該以保證金屬流動不產生破裂為條件進行選擇。一般70°~80°被認為是最合適的。

在(zai)(zai)異(yi)型芯棒(bang)的(de)(de)(de)空隙(xi)里金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)徑向(xiang)流動在(zai)(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)里就已(yi)經開始,并(bing)隨著向(xiang)變(bian)形(xing)區的(de)(de)(de)靠近而增(zeng)加(jia)(圖(tu)3-12)。延(yan)伸(shen)(shen)增(zeng)大(da)的(de)(de)(de)同時,引(yin)起擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)中金(jin)(jin)屬(shu)流動壓(ya)力增(zeng)高,因而導致過早(zao)充滿芯棒(bang)的(de)(de)(de)異(yi)型空隙(xi)。采(cai)用碳素鋼擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)帶內翼(yi)(yi)的(de)(de)(de)鋼管(guan)時,延(yan)伸(shen)(shen)系數(shu)取10~12,能保證正常充滿翼(yi)(yi)的(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)。如前所(suo)述(shu),當擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)光管(guan)時,內層(ceng)(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)超過外層(ceng)(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)。如果在(zai)(zai)芯棒(bang)上(shang)也有(you)(you)(you)更接近于(yu)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)軸線分布的(de)(de)(de)空隙(xi),則其不均勻(yun)流動層(ceng)(ceng)被加(jia)深(shen)(圖(tu)3-13)。在(zai)(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)內翼(yi)(yi)布置不對稱(cheng)的(de)(de)(de)鋼管(guan)時,金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)流動圖(tu)像原則上(shang)沒有(you)(you)(you)改(gai)變(bian)。尼科波爾南方鋼管(guan)廠在(zai)(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)鰭片管(guan)時,研究了帶外翼(yi)(yi)鋼管(guan)金(jin)(jin)屬(shu)流動的(de)(de)(de)特(te)征,指出該過程的(de)(de)(de)特(te)點是不均勻(yun)變(bian)形(xing)較大(da)。這是由于(yu)制品和坯料的(de)(de)(de)幾何形(xing)狀(zhuang)沒有(you)(you)(you)相似之處(chu)引(yin)起的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)不均勻(yun)性(xing),可(ke)由坐(zuo)標網線橫(heng)向(xiang)歪曲的(de)(de)(de)大(da)小(xiao)來評定(ding)。

擠(ji)壓(ya)模口(kou)在(zai)60°-90°間變(bian)化(hua),對變(bian)形(xing)(xing)區的(de)(de)(de)(de)(de)分布(bu)和沿(yan)管(guan)(guan)坯(pi)斷(duan)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻(yun),變(bian)形(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)發(fa)(fa)生重大(da)影響(圖(tu)3-14),縱(zong)(zong)向(xiang)坐(zuo)標網線在(zai)翼(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)面(mian)(mian)上(shang)沿(yan)管(guan)(guan)子全長仍然是平行的(de)(de)(de)(de)(de),其(qi)間隔距離(li)幾乎沒有變(bian)化(hua),這就證(zheng)實了在(zai)此斷(duan)面(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)徑(jing)向(xiang)變(bian)形(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)大(da)。當擠(ji)壓(ya)單(dan)個圓盤(pan)組成的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)時(shi)(shi),在(zai)翼(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)空隙處出現局(ju)部(bu)區域(yu)性強烈變(bian)形(xing)(xing)(圖(tu)3-15(b))。在(zai)該區域(yu)內,金屬(shu)具有切(qie)向(xiang)流動。此為(wei)中(zhong)止擠(ji)壓(ya)管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)翼(yi)帶和光管(guan)(guan)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)縱(zong)(zong)斷(duan)面(mian)(mian)低倍磨片所證(zheng)實(圖(tu)3-15(a)、圖(tu)3-15(b)。翼(yi)上(shang)局(ju)部(bu)區域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)高度(du)不(bu)(bu)(bu)超過變(bian)形(xing)(xing)區的(de)(de)(de)(de)(de)總高度(du)。在(zai)擠(ji)壓(ya)不(bu)(bu)(bu)銹鋼管(guan)(guan)外表面(mian)(mian)上(shang)有同心小槽的(de)(de)(de)(de)(de)坯(pi)料(liao)時(shi)(shi),發(fa)(fa)現表面(mian)(mian)層金屬(shu)流動的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻(yun)性。在(zai)圖(tu)上(shang)可明(ming)顯地看(kan)到翼(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)流動超前于光管(guan)(guan)部(bu)分。根據實驗結果組成了擠(ji)壓(ya)帶外翼(yi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼管(guan)(guan)金屬(shu)流動的(de)(de)(de)(de)(de)一般(ban)系統圖(tu)像,并考(kao)慮(lv)了在(zai)橫斷(duan)面(mian)(mian)和縱(zong)(zong)斷(duan)面(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻(yun)變(bian)形(xing)(xing)。

從圖3-17可以看(kan)出,線段(duan)AB和NK變形前分(fen)(fen)布(bu)在(zai)一個平(ping)面(mian)上,而在(zai)管(guan)子(zi)里(li)其位(wei)置發生了明(ming)顯(xian)變化。B點(dian)(dian)和N點(dian)(dian)的(de)(de)內層(ceng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)超過(guo)了A點(dian)(dian)和K點(dian)(dian)的(de)(de)外(wai)層(ceng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu),而且線段(duan)N'K'和NK之差遠(yuan)大于線段(duan)A'R'和AB之差。這(zhe)是由于不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)光(guang)滑部(bu)分(fen)(fen)橫斷面(mian)上金(jin)屬(shu)(shu)(shu)流(liu)動的(de)(de)不(bu)均(jun)勻性比帶(dai)翼部(bu)分(fen)(fen)大。不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)外(wai)表(biao)面(mian)翼上的(de)(de)點(dian)(dian)超過(guo)了相應的(de)(de)光(guang)管(guan)部(bu)分(fen)(fen)的(de)(de)點(dian)(dian)。碳(tan)素鋼擠(ji)(ji)壓(ya)試驗中止坯料各斷面(mian)顯(xian)微磨(mo)片試樣(yang)所表(biao)現(xian)出的(de)(de)圖像可以證(zheng)實變形的(de)(de)不(bu)均(jun)勻性(圖3-18).在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)帶(dai)翼的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)時(shi),金(jin)屬(shu)(shu)(shu)流(liu)動的(de)(de)連續性和相對變形的(de)(de)分(fen)(fen)布(bu)與擠(ji)(ji)壓(ya)光(guang)管(guan)時(shi)沒(mei)有原(yuan)則上的(de)(de)區別(bie)。實驗表(biao)明(ming),擠(ji)(ji)壓(ya)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)和擠(ji)(ji)壓(ya)有色金(jin)屬(shu)(shu)(shu)制品時(shi),金(jin)屬(shu)(shu)(shu)流(liu)動情(qing)況原(yuan)則上一樣(yang)。

