不銹鋼管擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊置于坯(pi)料(liao)(liao)和擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)之間(jian),起著保護擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)的(de)作用,使(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)不與高(gao)溫坯(pi)料(liao)(liao)直接(jie)接(jie)觸,以免擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)受到高(gao)溫坯(pi)料(liao)(liao)的(de)熱(re)影響。并且,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊和擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)及擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)芯棒之間(jian)的(de)精確配(pei)合,減(jian)輕了(le)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)前進(jin)時的(de)摩擦力和磨損(sun),同時也防止(zhi)了(le)金屬黏結(jie)在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)上,使(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊和壓(ya)(ya)余的(de)分離更加(jia)容易進(jin)行。


  在不銹鋼管(guan)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(gang)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(ji)壓墊的種類和結(jie)構(gou)形式


  擠(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的結構主要有在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)實心型材(cai)時(shi)用的整體型擠(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)和(he)在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)鋼管及空心型材(cai)時(shi)用的帶有芯棒孔的擠(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)兩種。


  另外,擠(ji)壓(ya)墊按(an)其在擠(ji)壓(ya)時和擠(ji)壓(ya)桿的連接(jie)形式又有與擠(ji)壓(ya)桿牢(lao)固連接(jie)和沒有連接(jie)呈自由狀態的擠(ji)壓(ya)墊兩種。


  借(jie)助于連接(jie)螺紋和擠壓(ya)桿牢(lao)固(gu)連接(jie)的(de)擠壓(ya)墊,通常用于小型(xing)擠壓(ya)機或(huo)立式機械(xie)擠壓(ya)機上。這(zhe)種擠壓(ya)墊也(ye)稱為桿頭(tou),可(ke)連續(xu)使(shi)用直至磨損或(huo)破(po)壞(huai)。


  和擠(ji)壓(ya)(ya)桿沒有(you)任何(he)固定(ding)連接,完全呈(cheng)自由狀(zhuang)態(tai)的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)墊,在(zai)(zai)現(xian)代大(da)型臥(wo)式擠(ji)壓(ya)(ya)機上一般都(dou)采用這種類型的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)墊。而且使用時往(wang)往(wang)采用由5~8個(ge)擠(ji)壓(ya)(ya)墊組成一組的(de)套墊輪流使用。這樣,在(zai)(zai)使用過程中可(ke)以通過空氣或(huo)水(shui)浴進行冷(leng)卻(que),使擠(ji)壓(ya)(ya)墊的(de)工作溫度保持在(zai)(zai)150~200℃.提(ti)高(gao)了(le)擠(ji)壓(ya)(ya)墊的(de)使用壽命。


  按(an)照擠(ji)(ji)(ji)壓墊(dian)(dian)(dian)的(de)(de)結構(gou)形(xing)(xing)狀,可分(fen)為平(ping)墊(dian)(dian)(dian)、錐(zhui)形(xing)(xing)墊(dian)(dian)(dian)、凹(ao)形(xing)(xing)墊(dian)(dian)(dian)和(he)帶(dai)溝槽(cao)(cao)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓墊(dian)(dian)(dian)等五種結構(gou)形(xing)(xing)狀,如圖(tu)(tu)7-45和(he)圖(tu)(tu)7-46所示。圖(tu)(tu)7-46所示為一般臥式管型材擠(ji)(ji)(ji)壓機采(cai)(cai)用的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓墊(dian)(dian)(dian)結構(gou)形(xing)(xing)式。為了減小(xiao)擠(ji)(ji)(ji)壓墊(dian)(dian)(dian)與擠(ji)(ji)(ji)壓筒內襯之間的(de)(de)接(jie)觸表面(mian),采(cai)(cai)用帶(dai)溝槽(cao)(cao)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓墊(dian)(dian)(dian)(圖(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)7-46(d));為了減小(xiao)擠(ji)(ji)(ji)壓余料(liao)的(de)(de)厚度(du),將擠(ji)(ji)(ji)壓墊(dian)(dian)(dian)前端面(mian)做成具有與擠(ji)(ji)(ji)壓模形(xing)(xing)狀相適應的(de)(de)形(xing)(xing)狀(圖(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)7-46(d))的(de)(de)錐(zhui)形(xing)(xing)墊(dian)(dian)(dian);在(zai)要(yao)求實現沒(mei)有擠(ji)(ji)(ji)壓縮尾的(de)(de)條件(jian)下,采(cai)(cai)用帶(dai)有凸形(xing)(xing)端面(mian)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓墊(dian)(dian)(dian)(圖(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)7-46(e));為了防止在(zai)切壓余前,擠(ji)(ji)(ji)壓墊(dian)(dian)(dian)和(he)壓余過(guo)早分(fen)離,采(cai)(cai)用圓(yuan)周(zhou)刻槽(cao)(cao)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓墊(dian)(dian)(dian)(圖(tu)(tu)7-45(b)).


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  帶有(you)溝(gou)槽的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)除(chu)了避(bi)免高溫坯料對(dui)于擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)作用,以及與擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)芯棒的(de)(de)(de)(de)(de)緊(jin)密配合,降低了擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿對(dui)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)內壁的(de)(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)力,減(jian)小了擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿的(de)(de)(de)(de)(de)磨(mo)損(sun),并防止(zhi)壓(ya)(ya)余黏在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿上(shang)之外,更主要的(de)(de)(de)(de)(de)是在自(zi)動化控制的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機上(shang),防止(zhi)壓(ya)(ya)余和(he)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)過(guo)早(zao)地自(zi)動分離(li)(li),而使擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)結束后壓(ya)(ya)余緊(jin)貼在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模座上(shang),導致當擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)回程50m時,無法帶離(li)(li)壓(ya)(ya)余并為壓(ya)(ya)余的(de)(de)(de)(de)(de)鋸切留出下鋸的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間,而影響(xiang)到擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機自(zi)動化操作的(de)(de)(de)(de)(de)連續進行(xing)。采用帶溝(gou)槽的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian),能有(you)效地防止(zhi)壓(ya)(ya)余和(he)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)早(zao)分離(li)(li)。


  在(zai)設計帶溝槽(cao)(cao)的擠(ji)壓墊時,溝槽(cao)(cao)的深度(du)和(he)個數(shu)應適當。溝槽(cao)(cao)的個數(shu)太(tai)多和(he)深度(du)太(tai)深,都會導致壓余(yu)和(he)擠(ji)壓墊的分(fen)離困難(nan);而溝槽(cao)(cao)的數(shu)量太(tai)少,或深度(du)太(tai)淺,則無法(fa)達到應有的效果。



2. 擠(ji)壓墊的設(she)計


  擠壓(ya)(ya)墊的主要工(gong)藝尺寸是其工(gong)作(zuo)直徑和高度。擠壓(ya)(ya)墊的工(gong)作(zuo)直徑d,取(qu)擠壓(ya)(ya)筒內襯的直徑Dk減去工(gong)藝間隙a之差值,即:  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(ji)壓(ya)墊的(de)高度(du)h為:  h≤d


  在設計(ji)(ji)計(ji)(ji)算時,方法同(tong)擠壓桿壓縮端面的(de)(de)計(ji)(ji)算。允許的(de)(de)單位(wei)壓應(ying)(ying)力是(shi)相應(ying)(ying)熱強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)鋼的(de)(de)屈(qu)服極(ji)限或(huo)其(qi)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)極(ji)限的(de)(de)0.90~0.95倍,對于有大孔的(de)(de)大型擠壓墊,計(ji)(ji)算時同(tong)時要考慮薄片的(de)(de)公式進行彎曲(qu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)校(xiao)核。


  根(gen)據經驗,擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓墊的(de)尺(chi)寸(cun)可(ke)根(gen)據擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒和芯棒(bang)來決(jue)定。擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓墊和擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒之間的(de)間隙取(qu)(qu)0.5~1.5mm;擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓墊和芯棒(bang)之間的(de)間隙取(qu)(qu)0.5~2.0mm,盡可(ke)能取(qu)(qu)小值,這是(shi)保證鋼管壁厚均勻的(de)措施之一,但間隙太小或配合不當,會(hui)引(yin)起“卡墊”現(xian)象;擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓墊的(de)厚度(du)一般取(qu)(qu)50~120mm,約為(wei)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒直徑的(de)三分之一;擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓墊兩端(duan)平(ping)面(mian)必須平(ping)行(xing);擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓墊應(ying)耐磨,硬度(du)HRC為(wei)48~52.擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒直徑與(yu)坯料(liao)直徑,擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓墊直徑之間的(de)關(guan)系見表7-9.


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3. 擠壓墊(dian)的使用壽命


  在現代臥(wo)式管型材擠壓機上(shang),采(cai)用熱模鋼(如3Cr2W8V或4CrW2Si)制作的擠壓墊(dian)的使(shi)用壽命:


  當擠壓碳素鋼管(guan)時約為500~600次/只,擠壓不銹鋼管(guan)時為150~200次/只。


a. 擠壓墊制造時的(de)機(ji)加工公(gong)差


  擠壓墊制造時(shi)的機加工(gong)公差(cha):外徑(jing)(jing)公差(cha)為(wei)(wei)±0.3mm;當(dang)d=40~100mm時(shi)內徑(jing)(jing)公差(cha)為(wei)(wei)+0.2mm,當(dang)d>101mm時(shi)內徑(jing)(jing)公差(cha)為(wei)(wei)+0.3mm;厚度公差(cha)為(wei)(wei)±0.1mm.


b. 擠壓墊(dian)的損壞形(xing)式


  擠壓墊的(de)使用壽命與擠壓墊的(de)材料、擠壓坯料的(de)性能和擠壓工藝(yi)參(can)數(shu)有(you)關,一般為(wei)50~300次/只(zhi)。


  擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過程中,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)一(yi)直(zhi)處在(zai)高溫(wen)高壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)條件下工(gong)作(zuo)。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)前錐形端面(mian)(mian)長時間地與高溫(wen)坯料(liao)接觸,導致(zhi)其機(ji)械強度喪(sang)失。同時受到(dao)坯料(liao)端面(mian)(mian)變(bian)(bian)形金(jin)屬(shu)向中心流動時的(de)(de)(de)(de)強烈沖刷,引(yin)起擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)棱緣(yuan)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)形和黏結。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)將(jiang)近結束(shu)時,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)形區(qu)移動至陷入變(bian)(bian)形錐的(de)(de)(de)(de)“死(si)區(qu)”內,進一(yi)步加劇了(le)邊(bian)緣(yuan)的(de)(de)(de)(de)損壞。同時,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)邊(bian)緣(yuan)金(jin)屬(shu)逐漸(jian)向變(bian)(bian)形區(qu)的(de)(de)(de)(de)塑性金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)旁邊(bian)彎曲。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)熱處理后的(de)(de)(de)(de)硬度過高或(huo)遭受不均勻(yun)的(de)(de)(de)(de)急冷時,會引(yin)起擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)開裂(lie)。


  圖(tu)(tu)7-47所示為(wei)臥(wo)式鋼管型材擠壓(ya)機(ji)的(de)擠壓(ya)墊(dian)。圖(tu)(tu)7-48所示為(wei)擠壓(ya)時(shi)擠壓(ya)墊(dian)形(xing)狀的(de)改變狀況(kuang)。擠壓(ya)墊(dian)工作溫度(du)最高(gao)的(de)錐形(xing)頂部是裂紋(wen)的(de)起(qi)源,經多次使用后,裂紋(wen)發展形(xing)成深溝。而(er)擠壓(ya)金屬的(de)摩擦磨損,則以徑向劃(hua)道和粗糙(cao)性形(xing)式留下痕跡。此外,在軸(zhou)向擠壓(ya)力(li)的(de)作用下,擠壓(ya)墊(dian)被壓(ya)縮,尺寸減小。


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  圖7-49所示為擠壓(ya)墊(dian)錐形(xing)(xing)表面的磨損(sun)和(he)(he)開裂(lie)情況(kuang)。從圖7-49可以(yi)看出,擠壓(ya)墊(dian)工作最(zui)高的錐形(xing)(xing)頂部是裂(lie)紋(wen)的起源,擠壓(ya)墊(dian)經多次使用后裂(lie)紋(wen)發展形(xing)(xing)成(cheng)深(shen)溝(gou),而擠壓(ya)金屬(shu)的摩擦和(he)(he)磨損(sun)則以(yi)劃(hua)道和(he)(he)粗紋(wen)形(xing)(xing)式(shi)留下痕跡(ji)。此外,在(zai)軸(zhou)向擠壓(ya)力的作用下,擠壓(ya)墊(dian)被壓(ya)縮(suo)和(he)(he)尺寸(cun)變小。


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  擠(ji)(ji)壓墊的(de)(de)邊緣倒(dao)成圓角(jiao),有利于提高(gao)擠(ji)(ji)壓墊的(de)(de)使用壽命(ming)(ming)。5~6個(或更多個)擠(ji)(ji)壓墊輪流使用,使其在(zai)每次工作后能得(de)到(dao)充分的(de)(de)冷卻,也有利于擠(ji)(ji)壓墊壽命(ming)(ming)的(de)(de)提高(gao)。


  對(dui)于非開裂性(xing)損壞的擠壓(ya)墊可以采用焊條焊接的方法(fa)進行修(xiu)補。