在不銹鋼管擠壓過程中,芯棒首先插入模孔與模孔形成環狀孔腔。在擠壓時,形成擠壓制品的內部輪廓。
在(zai)擠壓(ya)過程中,芯(xin)(xin)棒承(cheng)受高的(de)機械負(fu)荷(he)和熱負(fu)荷(he)。芯(xin)(xin)棒處于被加熱到1200℃高溫(wen)的(de)坯料中,在(zai)較(jiao)大的(de)深(shen)度(du)上被加熱從而降低其力學(xue)性能。在(zai)每次擠壓(ya)后(hou),芯(xin)(xin)棒被加熱到700~800℃,然(ran)后(hou)用(yong)水冷卻。
同時(shi),由(you)于擠壓時(shi)金(jin)屬(shu)沿(yan)著芯(xin)(xin)棒表(biao)面的(de)(de)流動速度超過芯(xin)(xin)棒的(de)(de)行程速度,因(yin)此在(zai)芯(xin)(xin)棒上(shang)產生(sheng)了軸向拉(la)伸(shen)應(ying)力。
在擠壓不銹鋼管(guan)過程中,作用于芯棒上的力的大小取決于一系列的因素,可能達到其總擠壓力的15%~20%.而芯棒表面受熱的溫度會達到800℃,并在金屬移動的過程中對芯棒產生強烈的熱滑動摩擦而引起了芯棒表面的磨損。
當擠壓缸回程時(shi),軸向拉伸力瞬時(shi)產生,在(zai)芯棒上(shang)又引起了沖擊(ji)性的(de)拉伸力。
擠壓時,當不銹鋼管坯料的直徑和擠壓筒的直徑差比較大且坯料壓縮不足時,則在芯棒中將會產生附加的彎曲力。
同樣,當不銹鋼管(guan)坯料的加(jia)(jia)熱溫度(du)不均勻或(huo)加(jia)(jia)熱溫度(du)不足時(shi),也會在芯(xin)棒中產生彎曲力(li)。
若(ruo)不銹鋼管(guan)坯料(liao)的潤滑不到位,在擠壓時金屬和芯棒(bang)就(jiu)會產(chan)生黏結而(er)咬合,這(zhe)不僅導致芯棒(bang)上拉(la)伸力的提高,而(er)且嚴重的會引起擠壓制(zhi)品的報廢。
流出(chu)金屬對(dui)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)的(de)(de)作(zuo)用力在(zai)擠(ji)壓過程中隨著不銹鋼管(guan)坯料長(chang)(chang)度的(de)(de)減小而(er)發(fa)生變(bian)化(hua)。在(zai)擠(ji)壓的(de)(de)最(zui)(zui)后(hou)瞬間,當(dang)壓余(yu)的(de)(de)高度接近擠(ji)壓坯料的(de)(de)“死區(qu)”時,芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)的(de)(de)工作(zuo)條件最(zui)(zui)為惡(e)(e)劣。這在(zai)確(que)定壓余(yu)的(de)(de)厚度時必須要考慮到。因為在(zai)實(shi)踐中證明,芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)的(de)(de)斷裂大多數(shu)發(fa)生在(zai)與最(zui)(zui)后(hou)擠(ji)壓階段相應于芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)后(hou)三分之(zhi)一的(de)(de)長(chang)(chang)度距離(li)上。擠(ji)壓結束后(hou),芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)后(hou)退。在(zai)壓模部件的(de)(de)鎖緊(jin)裝置(zhi)打(da)開后(hou),擠(ji)壓桿將壓余(yu)連同擠(ji)壓墊一起推出(chu),芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)急(ji)跳式地退出(chu)變(bian)形區(qu),同樣惡(e)(e)化(hua)了其工作(zuo)條件。
擠壓芯棒(bang)的(de)內部(bu)冷卻(que)盡管復雜,但仍廣(guang)泛應(ying)用于擠壓生(sheng)(sheng)產。冷卻(que)的(de)不均勻將引(yin)起芯棒(bang)中產生(sheng)(sheng)附(fu)加應(ying)力,其結果是在芯棒(bang)的(de)表面上(shang)出現(xian)網狀裂紋,導致芯棒(bang)斷裂。急劇冷卻(que),對于大尺寸(cun)的(de)芯棒(bang)尤其危險。
芯(xin)棒(bang)在使用之(zhi)前,要預熱到250~400℃,一方面可以避免在芯(xin)棒(bang)插入空心(xin)坯時,引起其內表面溫(wen)度的驟降;另一方面芯(xin)棒(bang)預熱后提高了芯(xin)棒(bang)材料的韌性,減少(shao)了芯(xin)棒(bang)表面因受到沖(chong)擊性熱負荷(he)而導致龜裂的危險(xian)性。
由(you)于芯(xin)棒(bang)在變形區內(nei)移(yi)動著工(gong)作,故其磨損(sun)情(qing)況會好一些,但由(you)于被(bei)包(bao)圍在高溫管坯內(nei),散熱條件極差,其工(gong)作表面(mian)最高溫度(du)可達到800℃,故使用后(hou)需冷(leng)卻,而大部分芯(xin)棒(bang)的(de)損(sun)壞主要都是由(you)于局(ju)部直徑減小(稱為縮頸)和表面(mian)疲勞裂紋。因此,芯(xin)棒(bang)必須具(ju)有良好的(de)韌(ren)性(在20~650℃內(nei)沖擊韌(ren)性不低于539~1176kJ/㎡)、硬(ying)度(du)(HRC=45~50)和表面(mian)光潔度(du)(達7級以上)。