擠壓法可以生產各種各樣的不(bu)銹鋼管產品,擠壓鋼管產品斷面的高精度及其斷面的穩定性,需要大量高壽命和形狀相對穩定的工模具。在設計工模具時,必須先仔細地對全套工模具進行計算。因為,往往由于工模具的結構考慮得不夠周密,以及全套工模具裝配不當,導致工模具過早損壞,從而將大大增加產品的成本。尤其是擠壓不銹鋼管和高鎳合金的管材和型材時,無論是溫度制度方面,還是在坯料形變時的應力承受方面,擠壓工模具的工況條件都是極其嚴酷的,具體來說:
1. 擠壓工(gong)(gong)模具(ju)不同(tong)的(de)工(gong)(gong)況條件對(dui)其(qi)材質、熱(re)處理以及結(jie)構形狀都(dou)提出了不同(tong)的(de)要求。不銹鋼(gang)管擠壓工(gong)(gong)模具(ju)的(de)材質應能承受工(gong)(gong)作時在高壓下(xia)溫度(du)的(de)急劇(ju)變化,周期性的(de)加熱(re)到(dao)高溫,隨后又快速地冷卻和(he)負荷沖擊性下(xia)降的(de)工(gong)(gong)況條件。
2. 在(zai)大多數情況(kuang)下,擠壓(ya)(ya)過程(cheng)是不平穩(wen)的(de),擠壓(ya)(ya)工(gong)模具上的(de)沖擊(ji)(ji)負荷要求制造工(gong)模具的(de)材料具有高的(de)沖擊(ji)(ji)韌性,但這與高硬度的(de)要求又相矛(mao)盾(dun),則(ze)沖擊(ji)(ji)韌性反而會降低(di)擠壓(ya)(ya)工(gong)模具的(de)壽命。
3. 在(zai)擠壓過程中,工模(mo)具中的一(yi)些(xie)部件被(bei)加熱到700~800℃的溫度,并在(zai)這一(yi)溫度下進行水冷或氣(qi)冷。
4. 擠(ji)(ji)壓(ya)筒、芯棒和(he)擠(ji)(ji)壓(ya)模的(de)(de)(de)(de)工(gong)況條件尤其嚴酷(ku),沿被加熱的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)筒內(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)(de)長度上,經常作用(yong)有強烈(lie)的(de)(de)(de)(de)、不(bu)均勻的(de)(de)(de)(de)高溫坯料(liao)與內(nei)襯(chen)擠(ji)(ji)壓(ya)筒壁之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)接觸摩擦力(li),高的(de)(de)(de)(de)徑向壓(ya)力(li),該徑向壓(ya)力(li)隨后又沖擊性的(de)(de)(de)(de)下降。同(tong)時,冷空(kong)氣或水通過(guo)擠(ji)(ji)壓(ya)筒內(nei)襯(chen)的(de)(de)(de)(de)孔腔,使擠(ji)(ji)壓(ya)筒內(nei)襯(chen)受(shou)到強烈(lie)地冷卻。在所有這些工(gong)況條件下,在擠(ji)(ji)壓(ya)筒的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)中產生了熱超應力(li),并且導致金屬材(cai)(cai)料(liao)迅速疲勞,使擠(ji)(ji)壓(ya)筒內(nei)襯(chen)很快(kuai)產生破(po)裂或磨損(sun)而損(sun)壞。
5. 往往工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)得很(hen)好的(de)(de)芯棒(bang),由于不(bu)良(liang)的(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo),在(zai)高(gao)壓和坯(pi)料加熱不(bu)足的(de)(de)情況(kuang)下進(jin)行擠(ji)壓而(er)(er)遭到破壞。原因(yin)為坯(pi)料加熱不(bu)足而(er)(er)導致擠(ji)壓力(li)急劇(ju)上(shang)升。實際上(shang),這種由于不(bu)良(liang)的(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)而(er)(er)導致擠(ji)壓工(gong)模具損壞的(de)(de)現象是可以(yi)避(bi)免的(de)(de)。
6. 不銹鋼管擠壓(ya)(ya)(ya)工模(mo)具因(yin)長時(shi)間停留(liu)在(zai)1100℃以(yi)上的(de)高溫區(qu),而使其(qi)壽(shou)命(ming)大(da)大(da)降低。因(yin)此(ci),在(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)工藝(yi)和設備(bei)設計時(shi),必須力求(qiu)縮短擠壓(ya)(ya)(ya)時(shi)間,尤其(qi)是純擠壓(ya)(ya)(ya)時(shi)間,應盡量控(kong)制在(zai)3~4s之內完成(cheng)。可見對擠壓(ya)(ya)(ya)機純擠壓(ya)(ya)(ya)時(shi)間的(de)控(kong)制,并不是擠壓(ya)(ya)(ya)機生產率的(de)需要(yao),而是擠壓(ya)(ya)(ya)工模(mo)具使用(yong)壽(shou)命(ming)的(de)要(yao)求(qiu)。
7. 采(cai)用(yong)含W和Mo元素(su)的(de)(de)(de)耐熱(re)鋼(gang)來制(zhi)造(zao)工(gong)模具時,這類鋼(gang)通常(chang)是導熱(re)性能(neng)比較差。因(yin)此(ci),在溫(wen)度急劇升高時產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)沖擊負(fu)荷,可能(neng)導致工(gong)模具的(de)(de)(de)破壞。為此(ci),工(gong)模具在使用(yong)前(qian)的(de)(de)(de)預(yu)熱(re)極為重要。
8. 應了解工模具在使用時的硬度情況,因為工模具不正確的預熱可能導致其脆性破壞。此外,還必須考慮工模具的配置情況、工模具的尺寸以及有時其結構隨著擠壓不(bu)銹鋼坯料(liao)的尺寸和產品的尺寸的改變而變化的情況。
由此可見,工(gong)模具材(cai)料(liao)的(de)(de)選擇是(shi)根據擠(ji)壓一定材(cai)料(liao)時的(de)(de)擠(ji)壓速度(du)條件、加(jia)熱(re)(re)溫度(du)制(zhi)(zhi)度(du)、坯料(liao)金屬的(de)(de)塑性(xing)、擠(ji)壓產品的(de)(de)形狀(zhuang)、潤滑情況和工(gong)模具被冷卻(que)的(de)(de)可能性(xing)等因素進行的(de)(de)。而(er)制(zhi)(zhi)造(zao)工(gong)模具時,正確(que)的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)機加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)及(ji)熱(re)(re)處理制(zhi)(zhi)度(du)對工(gong)模具的(de)(de)使用壽命影響極大,其工(gong)藝(yi)制(zhi)(zhi)度(du)的(de)(de)擬訂起著決定性(xing)的(de)(de)作用。
因(yin)此,在(zai)設計不銹鋼管擠(ji)壓工模具(ju)的形狀(zhuang)、計算其強(qiang)度(du)和選(xuan)擇(ze)其材(cai)料(liao)時(shi),必須考慮(lv)到工模具(ju)各種不同的工況條件。