在擠壓不銹鋼管過程中，擠壓模封閉擠壓筒的一端，擠壓模的型腔形成擠壓產品的外形輪廓。擠壓時，擠壓模與被加熱到1200℃以上高溫的金屬長時間地直接接觸，金屬由擠壓模中流出時產生很高的單位壓力研磨擠壓模的表面，擠壓模附近變形區對玻璃潤滑劑的抑制，不銹鋼管擠壓模冷卻的困難等所有這一切工況，使用于制造擠壓模的材料處于極其嚴酷的工作條件下。因此，為了保持產品尺寸的穩定性，除了滿足上述條件之外，擠壓模本身的結構設計，對其輪廓的穩定性、降低金屬流出模孔時的單位壓力、減小擠壓成品的表面廢品起著決定性的影響。


 不(bu)銹鋼管擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模的(de)(de)設計，不(bu)僅僅在于布置產品的(de)(de)輪(lun)廓尺(chi)寸，而且(qie)必須對(dui)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模就像在嚴(yan)酷的(de)(de)熱機械(xie)(xie)負荷(he)作用(yong)下工(gong)作的(de)(de)機械(xie)(xie)零件一樣做出整體設計。例如，對(dui)于擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模入(ru)口(kou)錐角(jiao)(jiao)或者入(ru)口(kou)部分的(de)(de)圓角(jiao)(jiao)半(ban)徑稍做改變(bian)，就能(neng)引起總擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力的(de)(de)急(ji)劇變(bian)化，其變(bian)化范圍可(ke)以達(da)到25%,從而將大(da)大(da)地(di)增加或減小了擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模上的(de)(de)總負荷(he)，直接影響到擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模的(de)(de)使用(yong)壽命。表 7-6 為擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模入(ru)口(kou)加工(gong)情況和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力的(de)(de)關系。


表 6.jpg


 擠壓不銹鋼管時，從模(mo)(mo)子中流動(dong)的(de)金屬(shu)以高(gao)(gao)達10m/s的(de)滑移速度流動(dong)，雖然在擠壓模(mo)(mo)和(he)高(gao)(gao)速流動(dong)的(de)金屬(shu)之間(jian)有著潤滑層，但模(mo)(mo)子工作帶的(de)表面金屬(shu)仍產生非(fei)常(chang)高(gao)(gao)的(de)溫(wen)度。通(tong)過金相分析可以確定(ding)，當擠壓碳鋼和(he)合金鋼時，此(ci)溫(wen)度超過模(mo)(mo)子材(cai)料的(de)相變溫(wen)度。


  在(zai)對采用3Cr2W8V熱(re)(re)模(mo)鋼制造的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓模(mo)，經擠(ji)(ji)(ji)壓后因磨損而報廢的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓模(mo)的(de)(de)(de)(de)斷(duan)面上進行的(de)(de)(de)(de)金(jin)相(xiang)觀察時，結果顯示，深度(du)達0.5~1.5mm處的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬，具(ju)(ju)有(you)硬度(du)HRC為(wei)50~52的(de)(de)(de)(de)馬氏體(ti)組(zu)織(zhi)。從其溶(rong)解過(guo)剩(sheng)的(de)(de)(de)(de)殘余(yu)碳化物(wu)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)分析證明(ming)(ming)，在(zai)此處產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)不低于1000~1100℃.沿模(mo)子的(de)(de)(de)(de)斷(duan)面較深處的(de)(de)(de)(de)硬度(du)HRC下降到(dao)28~32,這證明(ming)(ming)其被(bei)(bei)加(jia)熱(re)(re)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)已達到(dao)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)臨界(jie)溫度(du)，即750~800℃.然后隨著模(mo)子斷(duan)面深度(du)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，硬度(du)平穩地提(ti)高到(dao)開始使用模(mo)子時的(de)(de)(de)(de)原始硬度(du)。擠(ji)(ji)(ji)壓模(mo)工(gong)作帶部分的(de)(de)(de)(de)材料(liao)被(bei)(bei)加(jia)熱(re)(re)到(dao)超過(guo)臨界(jie)溫度(du)，并(bing)引起(qi)金(jin)相(xiang)組(zu)織(zhi)結構轉變的(de)(de)(de)(de)溫度(du)影(ying)響區域的(de)(de)(de)(de)總深度(du)。根(gen)據(ju)模(mo)子的(de)(de)(de)(de)材料(liao)、工(gong)作條件和(he)使用壽(shou)命的(de)(de)(de)(de)具(ju)(ju)體(ti)情況可能(neng)在(zai)5~10mm波動。


  另外(wai)，從擠(ji)壓模(mo)(mo)的(de)喇叭口(kou)向工(gong)作帶過渡的(de)半徑(jing)處受到最(zui)大的(de)加熱和磨(mo)損。這表現為(wei)逐漸地研磨(mo)，形(xing)成劃(hua)道、溝(gou)槽(cao)以及表面粗糙（圖(tu)7-24).對(dui)擠(ji)壓型材采用(yong)組合模(mo)(mo)時(shi)，模(mo)(mo)環(huan)的(de)凸出的(de)較厚的(de)部分，如(ru)筋、舌等(deng)的(de)熱量(liang)難以傳導擴散，且被(bei)高(gao)速流(liu)動的(de)金屬(shu)強烈地沖刷而破壞（圖(tu)7-25).擠(ji)壓模(mo)(mo)的(de)機(ji)械(xie)磨(mo)損形(xing)式(shi)使(shi)模(mo)(mo)環(huan)的(de)金屬(shu)被(bei)擠(ji)壓管(guan)軟化和帶走而流(liu)失(shi)。據統計，平均擠(ji)壓40次以后，使(shi)用(yong)的(de)模(mo)(mo)環(huan)重量(liang)由于磨(mo)損流(liu)失(shi)要減(jian)小7%~10%。


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  在立式擠壓(ya)(ya)(ya)機上，擠壓(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)在使用(yong)(yong)過(guo)程中的(de)(de)軟化變形，可以通過(guo)校準(zhun)工(gong)序(xu)來校正(zheng)，即采用(yong)(yong)壓(ya)(ya)(ya)入專門的(de)(de)定徑(jing)芯棒(bang)的(de)(de)方法，恢復模(mo)(mo)環或(huo)整體模(mo)(mo)工(gong)作(zuo)帶(dai)的(de)(de)名義(yi)直徑(jing)，以此達到對于因磨(mo)損引起模(mo)(mo)環直徑(jing)局(ju)部改(gai)變的(de)(de)補償。擠壓(ya)(ya)(ya)時(shi)模(mo)(mo)環內徑(jing)減小的(de)(de)變形，既是由(you)于表面(mian)層(ceng)金屬塑性(xing)流動所形成(cheng)的(de)(de)焊瘤，也(ye)是由(you)于其向擠壓(ya)(ya)(ya)方向撓曲(qu)變形的(de)(de)結果。用(yong)(yong)校準(zhun)法可周期性(xing)地經過(guo)5~10次(ci)或(huo)更多次(ci)的(de)(de)恢復和擠壓(ya)(ya)(ya)。因此，模(mo)(mo)環的(de)(de)校準(zhun)工(gong)序(xu)在一定范圍(wei)內提高了其使用(yong)(yong)壽(shou)命。


 在(zai)臥式(shi)液壓管型材擠壓機上，沒有模(mo)環的(de)校準工序，模(mo)環使用時不允(yun)許(xu)出現變形(xing)。因此，要求其(qi)具有HRC=43~48或(huo)更高的(de)硬度指標。


 模環在溫度很高的(de)條(tiao)件下(xia)工作，要求其采(cai)用(yong)具有高的(de)耐熱性(xing)鋼(gang)和材(cai)料(liao)來制造(zao)，特(te)別是在擠壓耐熱和難熔合(he)金管以及(ji)長度較長的(de)不銹鋼(gang)管和異形材(cai)的(de)情況下(xia)。