擠壓法可以生產各種各樣的不銹(xiu)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(bu)銹(xiu)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)模具不同的(de)(de)(de)工(gong)況條件對其(qi)材質(zhi)、熱處理以及結構形狀(zhuang)都提(ti)出了不同的(de)(de)(de)要求。不銹鋼管擠壓工(gong)模具的(de)(de)(de)材質(zhi)應能承受工(gong)作(zuo)時在高壓下(xia)溫度的(de)(de)(de)急劇變(bian)化(hua),周期性的(de)(de)(de)加熱到高溫,隨后又(you)快速地(di)冷卻和負荷(he)沖擊性下(xia)降的(de)(de)(de)工(gong)況條件。
2. 在大多數情況下,擠壓過程是不(bu)平(ping)穩的(de),擠壓工模(mo)具(ju)上的(de)沖(chong)擊負荷(he)要求制造工模(mo)具(ju)的(de)材料具(ju)有高(gao)的(de)沖(chong)擊韌性,但這與高(gao)硬度的(de)要求又(you)相矛盾,則(ze)沖(chong)擊韌性反而會降低擠壓工模(mo)具(ju)的(de)壽命(ming)。
3. 在擠壓過程中,工模(mo)具(ju)中的一(yi)(yi)些部(bu)件被加(jia)熱到700~800℃的溫(wen)度,并在這一(yi)(yi)溫(wen)度下進行水冷或氣冷。
4. 擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)、芯棒(bang)和(he)擠(ji)(ji)(ji)壓模的(de)工況(kuang)條(tiao)件(jian)尤其嚴酷,沿被加熱的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)內襯(chen)的(de)長度上,經常作用(yong)有強烈的(de)、不均勻的(de)高溫坯(pi)料(liao)與(yu)內襯(chen)擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)壁(bi)之間的(de)接觸摩擦力(li),高的(de)徑向壓力(li),該徑向壓力(li)隨(sui)后又(you)沖擊(ji)性的(de)下降。同時,冷空氣或水通過(guo)擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)內襯(chen)的(de)孔(kong)腔,使擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)內襯(chen)受(shou)到強烈地冷卻(que)。在所(suo)有這些工況(kuang)條(tiao)件(jian)下,在擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)的(de)材(cai)料(liao)中(zhong)產生了熱超(chao)應(ying)力(li),并且(qie)導致金屬材(cai)料(liao)迅速疲(pi)勞,使擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)內襯(chen)很(hen)快(kuai)產生破裂或磨損而損壞。
5. 往(wang)往(wang)工作得(de)很(hen)好的(de)(de)(de)芯棒,由于(yu)(yu)不(bu)良的(de)(de)(de)操作,在高壓(ya)和坯料加熱(re)不(bu)足(zu)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下進行擠壓(ya)而(er)(er)遭到破壞(huai)。原因為坯料加熱(re)不(bu)足(zu)而(er)(er)導致擠壓(ya)力急劇(ju)上升。實際上,這種由于(yu)(yu)不(bu)良的(de)(de)(de)操作而(er)(er)導致擠壓(ya)工模具損壞(huai)的(de)(de)(de)現象是可以避免的(de)(de)(de)。
6. 不銹鋼管擠(ji)壓(ya)(ya)工模具因長時(shi)(shi)(shi)間停留(liu)在1100℃以上的高溫區,而使(shi)其(qi)壽命大大降低。因此,在擠(ji)壓(ya)(ya)工藝和(he)設備(bei)設計時(shi)(shi)(shi),必須(xu)力求縮(suo)短(duan)擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi)間,尤其(qi)是純擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi)間,應盡量控制在3~4s之(zhi)內完成(cheng)。可見對擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)純擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi)間的控制,并不是擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)生(sheng)產率(lv)的需(xu)要,而是擠(ji)壓(ya)(ya)工模具使(shi)用壽命的要求。
7. 采用含W和Mo元素的耐熱鋼來(lai)制造工(gong)模具(ju)時,這類鋼通常是導(dao)熱性能比較差。因此(ci),在溫度急劇升高時產(chan)生(sheng)的熱沖(chong)擊(ji)負(fu)荷,可能導(dao)致工(gong)模具(ju)的破壞。為(wei)此(ci),工(gong)模具(ju)在使(shi)用前的預熱極為(wei)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銹鋼坯料的尺寸和產品的尺寸的改變而變化的情況。
由此(ci)可(ke)(ke)見,工(gong)模具材(cai)料(liao)的(de)(de)選(xuan)擇是根(gen)據擠壓(ya)一定材(cai)料(liao)時(shi)的(de)(de)擠壓(ya)速度(du)條件、加(jia)熱溫度(du)制(zhi)(zhi)(zhi)度(du)、坯料(liao)金屬(shu)的(de)(de)塑性、擠壓(ya)產品的(de)(de)形(xing)狀、潤滑情(qing)況和工(gong)模具被冷卻的(de)(de)可(ke)(ke)能性等(deng)因素進行的(de)(de)。而制(zhi)(zhi)(zhi)造工(gong)模具時(shi),正確的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)管機加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)及熱處(chu)理制(zhi)(zhi)(zhi)度(du)對工(gong)模具的(de)(de)使用(yong)壽命影響極大,其工(gong)藝(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)度(du)的(de)(de)擬訂起(qi)著決定性的(de)(de)作用(yong)。
因此,在設(she)計不銹鋼管擠壓工模(mo)具的(de)形狀、計算其強度和選擇其材料時,必須考慮到工模(mo)具各種不同的(de)工況條件。

