擠壓法可以生產各種各樣的不銹鋼管產品,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(guan)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(ji)壓(ya)工模具不同的(de)工況(kuang)條件對其(qi)材(cai)質、熱處理以(yi)及(ji)結構形狀都(dou)提(ti)出了不同的(de)要求。不銹鋼管擠(ji)壓(ya)工模具的(de)材(cai)質應能承受工作(zuo)時在高(gao)(gao)壓(ya)下溫(wen)度的(de)急劇變化,周期(qi)性的(de)加熱到高(gao)(gao)溫(wen),隨后又(you)快速地(di)冷卻和負荷沖擊性下降(jiang)的(de)工況(kuang)條件。


  2. 在大多數情(qing)況(kuang)下,擠(ji)壓過程是不平(ping)穩(wen)的(de)(de),擠(ji)壓工模(mo)(mo)具上(shang)的(de)(de)沖擊(ji)負荷要求制(zhi)造工模(mo)(mo)具的(de)(de)材料具有高(gao)的(de)(de)沖擊(ji)韌性,但這與高(gao)硬度的(de)(de)要求又相矛盾(dun),則沖擊(ji)韌性反而會降低擠(ji)壓工模(mo)(mo)具的(de)(de)壽(shou)命。


  3. 在擠壓過程中,工模具(ju)中的一些部件(jian)被加熱到(dao)700~800℃的溫(wen)度(du),并在這一溫(wen)度(du)下進行水冷或氣冷。


  4. 擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒、芯棒和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模的(de)工(gong)(gong)況條件(jian)尤其嚴酷,沿被(bei)加(jia)熱(re)的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒內襯的(de)長度上,經常作(zuo)用有強烈的(de)、不均勻的(de)高溫(wen)坯料(liao)與內襯擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒壁之間(jian)的(de)接觸摩擦力(li)(li),高的(de)徑(jing)向壓(ya)(ya)力(li)(li),該(gai)徑(jing)向壓(ya)(ya)力(li)(li)隨后又沖擊性的(de)下(xia)降。同(tong)時,冷(leng)空(kong)氣或(huo)(huo)水通過擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒內襯的(de)孔腔,使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒內襯受到強烈地冷(leng)卻。在所有這些工(gong)(gong)況條件(jian)下(xia),在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒的(de)材料(liao)中產(chan)生了熱(re)超應力(li)(li),并且導致金(jin)屬(shu)材料(liao)迅(xun)速疲勞,使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒內襯很(hen)快產(chan)生破裂(lie)或(huo)(huo)磨(mo)損(sun)(sun)而損(sun)(sun)壞。


  5. 往往工作得很好的(de)(de)(de)芯棒(bang),由(you)于不良的(de)(de)(de)操作,在高壓和(he)坯(pi)料加熱不足(zu)的(de)(de)(de)情況下進行擠(ji)壓而遭到(dao)破壞。原因為(wei)坯(pi)料加熱不足(zu)而導致(zhi)擠(ji)壓力急劇上升。實際上,這種由(you)于不良的(de)(de)(de)操作而導致(zhi)擠(ji)壓工模具損(sun)壞的(de)(de)(de)現象是可(ke)以避免的(de)(de)(de)。


  6. 不(bu)銹鋼管擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)工模具(ju)因(yin)長時(shi)間停留在1100℃以上的高(gao)溫區,而使其(qi)壽命大大降低。因(yin)此(ci),在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)工藝和設備設計時(shi),必須力求縮短擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi)間,尤(you)其(qi)是純(chun)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi)間,應(ying)盡(jin)量控(kong)制(zhi)(zhi)在3~4s之內完成。可見對擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機純(chun)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi)間的控(kong)制(zhi)(zhi),并不(bu)是擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機生產率的需要,而是擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)工模具(ju)使用壽命的要求。


  7. 采用(yong)含W和Mo元素的(de)耐熱鋼來制(zhi)造工(gong)模具時(shi),這類(lei)鋼通常是導(dao)熱性(xing)能比較差。因(yin)此,在溫度急劇升(sheng)高時(shi)產生(sheng)的(de)熱沖擊(ji)負荷(he),可能導(dao)致工(gong)模具的(de)破壞。為(wei)此,工(gong)模具在使(shi)用(yong)前的(de)預(yu)熱極為(wei)重(zhong)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(pi)料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(mo)具(ju)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)選擇是根據(ju)擠壓一定材(cai)料(liao)時的(de)(de)(de)(de)擠壓速(su)度條件、加(jia)熱溫度制度、坯(pi)料(liao)金屬的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)、擠壓產(chan)品的(de)(de)(de)(de)形狀、潤滑情況和工(gong)模(mo)具(ju)被冷卻(que)的(de)(de)(de)(de)可能性(xing)等因(yin)素(su)進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)(de)。而制造工(gong)模(mo)具(ju)時,正(zheng)確的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼管機加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)及熱處理制度對工(gong)模(mo)具(ju)的(de)(de)(de)(de)使用壽命影(ying)響極(ji)大,其(qi)工(gong)藝(yi)制度的(de)(de)(de)(de)擬(ni)訂起著(zhu)決定性(xing)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。


因此,在(zai)設(she)計(ji)不銹鋼(gang)管擠壓工模具(ju)的形(xing)狀、計(ji)算其強度和選擇其材料(liao)時,必須考(kao)慮到工模具(ju)各(ge)種不同的工況條件。