不(bu)(bu)銹鋼管擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)置于坯(pi)料和擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿之間,起著(zhu)保護擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿的(de)作用,使(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿不(bu)(bu)與(yu)高(gao)溫坯(pi)料直接接觸,以(yi)免擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿受到(dao)高(gao)溫坯(pi)料的(de)熱影響。并且,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)和擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒及擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)芯棒之間的(de)精確配合,減輕(qing)了(le)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿前(qian)進時的(de)摩擦力(li)和磨損,同時也防止(zhi)了(le)金屬黏結在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿上,使(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)和壓(ya)(ya)(ya)余的(de)分離更加容易進行。


  在不銹鋼管擠壓過程中,擠壓墊承受高的壓縮應力,受到強烈的熱作用,使擠壓墊的工作溫度達到600~800℃.


 當擠壓墊在擠壓筒中移動時,擠壓墊的側表面由于滑動的結果而發生摩擦,擠壓墊的前端面和側表面的邊緣受到最強烈的高溫加熱。在擠壓的結束階段,擠壓墊側面的尖銳邊緣磨損特別明顯,并且,在擠壓墊的前端面也發生磨損。當擠壓墊側面尖銳邊緣發生變形,不銹鋼管進入擠壓筒和擠壓墊的間隙中,楔住擠壓墊,擠壓墊再向擠壓金屬的變形區移動并陷入金屬變形錐“死區”內時,將進一步加劇擠壓墊邊緣的損壞。因此,一般都將擠壓墊的邊緣做成帶有一定曲率半徑的圓弧形狀。而擠壓墊前端平面的磨損,一般與坯料金屬外層沿擠壓墊從邊緣向中心的流動的溫度和速度條件有關。



1. 擠壓(ya)墊的種(zhong)類和結構形式


  擠(ji)壓墊的(de)結構主要有在(zai)擠(ji)壓實心型材(cai)時用的(de)整體型擠(ji)壓墊和在(zai)擠(ji)壓鋼(gang)管及空心型材(cai)時用的(de)帶(dai)有芯(xin)棒孔的(de)擠(ji)壓墊兩種。


  另外,擠(ji)壓(ya)墊(dian)按其在(zai)擠(ji)壓(ya)時和(he)擠(ji)壓(ya)桿(gan)的(de)(de)連(lian)接形式又有與擠(ji)壓(ya)桿(gan)牢固連(lian)接和(he)沒有連(lian)接呈自由狀態的(de)(de)擠(ji)壓(ya)墊(dian)兩種。


  借(jie)助(zhu)于連接螺(luo)紋和擠壓(ya)(ya)桿(gan)牢固連接的擠壓(ya)(ya)墊(dian)(dian),通常用于小型擠壓(ya)(ya)機(ji)或立(li)式機(ji)械擠壓(ya)(ya)機(ji)上。這種擠壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)也稱為桿(gan)頭,可連續使(shi)用直至(zhi)磨損或破壞。


  和擠壓(ya)桿沒有任何固定連接,完全(quan)呈自由(you)狀態(tai)的(de)擠壓(ya)墊,在(zai)現代(dai)大型臥式擠壓(ya)機(ji)上一般都采用(yong)這種類型的(de)擠壓(ya)墊。而且(qie)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)時(shi)往(wang)往(wang)采用(yong)由(you)5~8個(ge)擠壓(ya)墊組成一組的(de)套墊輪流使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)。這樣,在(zai)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)過(guo)程中(zhong)可以(yi)通過(guo)空氣或(huo)水浴進(jin)行冷卻,使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)擠壓(ya)墊的(de)工作溫度保持在(zai)150~200℃.提高(gao)了擠壓(ya)墊的(de)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命。


  按(an)照擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)結(jie)構(gou)形(xing)狀(zhuang)(zhuang),可(ke)分為平墊(dian)(dian)(dian)(dian)、錐形(xing)墊(dian)(dian)(dian)(dian)、凹形(xing)墊(dian)(dian)(dian)(dian)和(he)帶溝槽的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)等五種結(jie)構(gou)形(xing)狀(zhuang)(zhuang),如圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-45和(he)圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-46所示。圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-46所示為一般臥(wo)式管型材擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機采用(yong)(yong)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)結(jie)構(gou)形(xing)式。為了(le)減小(xiao)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)與(yu)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內襯之間的(de)(de)接觸表面(mian),采用(yong)(yong)帶溝槽的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(d));為了(le)減小(xiao)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)料的(de)(de)厚度(du),將擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)前端面(mian)做成具有與(yu)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)相適應的(de)(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(d))的(de)(de)錐形(xing)墊(dian)(dian)(dian)(dian);在(zai)要求實現沒有擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)縮尾的(de)(de)條件下,采用(yong)(yong)帶有凸(tu)形(xing)端面(mian)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(e));為了(le)防止在(zai)切壓(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)前,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)和(he)壓(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)過早分離,采用(yong)(yong)圓周刻槽的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)7-45(b)).


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  帶有溝槽的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)除了(le)避(bi)免高溫坯料對于擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)熱(re)作用,以及與(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)、擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)芯(xin)棒的(de)(de)(de)(de)緊密配合(he),降低(di)了(le)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)對擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)壁(bi)的(de)(de)(de)(de)摩擦力,減小了(le)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)磨損,并(bing)防止壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)黏(nian)在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)上之(zhi)外(wai),更(geng)主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)是在(zai)(zai)自(zi)(zi)動(dong)化(hua)控制的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)上,防止壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)和擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)過(guo)早地自(zi)(zi)動(dong)分離,而(er)使擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)結(jie)束(shu)后(hou)壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)緊貼在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模座上,導致當擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)回程50m時,無法帶離壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)并(bing)為壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)的(de)(de)(de)(de)鋸切留(liu)出下(xia)鋸的(de)(de)(de)(de)空(kong)間,而(er)影響到擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)自(zi)(zi)動(dong)化(hua)操(cao)作的(de)(de)(de)(de)連續進(jin)行。采用帶溝槽的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian),能(neng)有效地防止壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)和擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)過(guo)早分離。


  在設計帶溝(gou)槽(cao)的(de)(de)擠(ji)壓墊時,溝(gou)槽(cao)的(de)(de)深(shen)度(du)和(he)個(ge)數應適當。溝(gou)槽(cao)的(de)(de)個(ge)數太多和(he)深(shen)度(du)太深(shen),都會導致壓余和(he)擠(ji)壓墊的(de)(de)分離困難;而溝(gou)槽(cao)的(de)(de)數量太少,或深(shen)度(du)太淺,則無法達到應有的(de)(de)效果。



2. 擠壓墊的(de)設計(ji)


  擠(ji)(ji)壓(ya)墊的主要工藝(yi)尺(chi)寸是(shi)其工作(zuo)直(zhi)徑(jing)和(he)高度(du)。擠(ji)(ji)壓(ya)墊的工作(zuo)直(zhi)徑(jing)d,取擠(ji)(ji)壓(ya)筒內襯(chen)的直(zhi)徑(jing)Dk減去工藝(yi)間隙a之差值,即(ji):  d=Dk-a


 a 的大小取決于Dk和擠壓金屬的σt,可以在0.10~2.00mm之間變化。


  擠壓墊的高度(du)h為:  h≤d


  在設(she)計(ji)計(ji)算時,方法同(tong)擠(ji)壓(ya)桿壓(ya)縮端面的(de)(de)計(ji)算。允許的(de)(de)單(dan)位壓(ya)應(ying)力是(shi)相應(ying)熱強(qiang)(qiang)度鋼的(de)(de)屈服極(ji)限(xian)或其(qi)強(qiang)(qiang)度極(ji)限(xian)的(de)(de)0.90~0.95倍(bei),對于有大孔的(de)(de)大型擠(ji)壓(ya)墊,計(ji)算時同(tong)時要考慮薄(bo)片的(de)(de)公(gong)式進(jin)行彎曲(qu)強(qiang)(qiang)度校(xiao)核。


  根據(ju)(ju)經(jing)驗(yan),擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)尺寸可根據(ju)(ju)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒和芯棒(bang)來決定。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)和擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隙取(qu)0.5~1.5mm;擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)和芯棒(bang)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隙取(qu)0.5~2.0mm,盡可能取(qu)小(xiao)值(zhi),這(zhe)是保證鋼(gang)管壁厚(hou)均勻的(de)措施之(zhi)(zhi)一(yi),但間(jian)隙太小(xiao)或配合不當,會引起(qi)“卡墊(dian)”現(xian)象(xiang);擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)厚(hou)度(du)一(yi)般(ban)取(qu)50~120mm,約為(wei)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒直徑的(de)三分之(zhi)(zhi)一(yi);擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)兩(liang)端平面必(bi)須平行;擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)應耐(nai)磨,硬(ying)度(du)HRC為(wei)48~52.擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒直徑與坯料直徑,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)直徑之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)關系(xi)見表7-9.


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3. 擠壓墊(dian)的使用壽命


  在現代臥(wo)式管型材(cai)擠壓(ya)機上,采用熱模鋼(如3Cr2W8V或4CrW2Si)制作(zuo)的(de)擠壓(ya)墊的(de)使用壽命:


  當擠(ji)(ji)壓碳素(su)鋼管時約為500~600次(ci)/只,擠(ji)(ji)壓不銹鋼管時為150~200次(ci)/只。


a. 擠(ji)壓墊制造(zao)時的機加工公差


  擠(ji)壓(ya)墊(dian)制(zhi)造時的機加(jia)工公(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha):外徑公(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)為±0.3mm;當d=40~100mm時內(nei)徑公(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)為+0.2mm,當d>101mm時內(nei)徑公(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)為+0.3mm;厚度公(gong)(gong)(gong)差(cha)(cha)(cha)為±0.1mm.


b. 擠壓墊的(de)損壞形式


  擠(ji)壓墊(dian)的使用壽命(ming)與擠(ji)壓墊(dian)的材料、擠(ji)壓坯(pi)料的性(xing)能和擠(ji)壓工藝參數(shu)有關,一般(ban)為50~300次/只。


  擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過(guo)(guo)程中,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)一直處在高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)條件下工作。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)前錐(zhui)形(xing)端(duan)面長(chang)時間地與高(gao)(gao)溫坯(pi)(pi)料(liao)接觸(chu),導(dao)致其機械強度(du)喪失。同(tong)時受到坯(pi)(pi)料(liao)端(duan)面變形(xing)金(jin)屬向中心流(liu)動時的(de)(de)(de)(de)強烈沖刷,引起擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)棱(leng)緣的(de)(de)(de)(de)變形(xing)和黏結。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)將近結束時,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)變形(xing)區移(yi)動至陷入變形(xing)錐(zhui)的(de)(de)(de)(de)“死區”內,進一步加劇了(le)邊緣的(de)(de)(de)(de)損壞。同(tong)時,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)邊緣金(jin)屬逐(zhu)漸(jian)向變形(xing)區的(de)(de)(de)(de)塑性金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)旁(pang)邊彎(wan)曲。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)熱(re)處理后(hou)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)過(guo)(guo)高(gao)(gao)或(huo)遭受不均勻的(de)(de)(de)(de)急冷(leng)時,會引起擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)開裂。


  圖7-47所示為臥式(shi)鋼(gang)管型材擠(ji)(ji)壓機的擠(ji)(ji)壓墊(dian)。圖7-48所示為擠(ji)(ji)壓時擠(ji)(ji)壓墊(dian)形狀的改(gai)變狀況。擠(ji)(ji)壓墊(dian)工作(zuo)溫度最高(gao)的錐(zhui)形頂部是裂(lie)紋(wen)的起源,經多次(ci)使(shi)用(yong)后,裂(lie)紋(wen)發展形成深(shen)溝。而(er)擠(ji)(ji)壓金(jin)屬的摩(mo)擦磨損,則以徑(jing)向劃道和粗糙性形式(shi)留下(xia)痕跡(ji)。此(ci)外,在軸向擠(ji)(ji)壓力的作(zuo)用(yong)下(xia),擠(ji)(ji)壓墊(dian)被壓縮,尺寸(cun)減小。


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  圖7-49所示為擠壓墊(dian)錐形表(biao)面的(de)磨(mo)損和(he)(he)開裂情(qing)況。從圖7-49可以看出,擠壓墊(dian)工作最高的(de)錐形頂部(bu)是裂紋(wen)的(de)起源,擠壓墊(dian)經多(duo)次使用(yong)后裂紋(wen)發展(zhan)形成深(shen)溝,而(er)擠壓金屬的(de)摩擦和(he)(he)磨(mo)損則以劃(hua)道和(he)(he)粗(cu)紋(wen)形式留下(xia)痕跡(ji)。此外,在軸(zhou)向擠壓力的(de)作用(yong)下(xia),擠壓墊(dian)被壓縮和(he)(he)尺寸變小。


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  擠壓(ya)墊(dian)的(de)邊緣倒成圓角,有(you)利(li)于(yu)提高擠壓(ya)墊(dian)的(de)使用壽命(ming)(ming)。5~6個(或更多個)擠壓(ya)墊(dian)輪流(liu)使用,使其在每次工作后能得(de)到充分的(de)冷(leng)卻,也有(you)利(li)于(yu)擠壓(ya)墊(dian)壽命(ming)(ming)的(de)提高。


  對于非開裂性(xing)損壞的擠壓(ya)墊(dian)可以采用焊條(tiao)焊接的方法進行修補。