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)擠壓過程中(zhong),芯(xin)棒(bang)承受高(gao)的機(ji)械負荷(he)和熱負荷(he)。芯(xin)棒(bang)處于被(bei)加(jia)熱到1200℃高(gao)溫的坯料中(zhong),在(zai)較大的深度上(shang)被(bei)加(jia)熱從(cong)而降低其力學性能(neng)。在(zai)每次擠壓后,芯(xin)棒(bang)被(bei)加(jia)熱到700~800℃,然(ran)后用水冷卻。
同時,由于擠壓時金屬(shu)沿著芯(xin)棒(bang)表(biao)面的流動(dong)速(su)度(du)超過芯(xin)棒(bang)的行程速(su)度(du),因此在(zai)芯(xin)棒(bang)上產生(sheng)了軸向拉伸應力。
在擠壓不(bu)銹鋼(gang)管過程中,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(hui)程時,軸向拉伸力瞬時產(chan)生,在(zai)芯棒上又引起了(le)沖擊(ji)性(xing)的拉伸力。
擠壓時,當不銹鋼管坯(pi)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(dang)不銹(xiu)鋼管坯料的加熱溫度(du)不均勻或加熱溫度(du)不足時(shi),也會在(zai)芯棒(bang)中產生(sheng)彎曲力。
若(ruo)不(bu)銹鋼管(guan)坯料的(de)潤滑不(bu)到位,在擠壓(ya)時金屬和芯(xin)(xin)棒就會產(chan)生黏結而(er)咬合,這不(bu)僅導致芯(xin)(xin)棒上拉伸力的(de)提高,而(er)且嚴重的(de)會引起擠壓(ya)制品(pin)的(de)報廢。
流出(chu)(chu)金屬(shu)對(dui)芯棒(bang)的(de)作(zuo)用力(li)在(zai)(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)過程中(zhong)隨著不(bu)銹鋼(gang)管坯料長度(du)的(de)減(jian)小而發生變(bian)化。在(zai)(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)的(de)最(zui)后瞬(shun)間,當(dang)壓(ya)(ya)(ya)余的(de)高度(du)接近擠壓(ya)(ya)(ya)坯料的(de)“死區(qu)”時(shi),芯棒(bang)的(de)工(gong)作(zuo)條件最(zui)為(wei)(wei)惡劣。這在(zai)(zai)(zai)確定壓(ya)(ya)(ya)余的(de)厚度(du)時(shi)必須(xu)要(yao)考慮到。因為(wei)(wei)在(zai)(zai)(zai)實踐中(zhong)證(zheng)明,芯棒(bang)的(de)斷裂大多數發生在(zai)(zai)(zai)與最(zui)后擠壓(ya)(ya)(ya)階段相應于(yu)芯棒(bang)后三分(fen)之一的(de)長度(du)距離上。擠壓(ya)(ya)(ya)結束后,芯棒(bang)后退。在(zai)(zai)(zai)壓(ya)(ya)(ya)模部件的(de)鎖(suo)緊裝置打開(kai)后,擠壓(ya)(ya)(ya)桿將(jiang)壓(ya)(ya)(ya)余連同擠壓(ya)(ya)(ya)墊一起(qi)推出(chu)(chu),芯棒(bang)急跳式地退出(chu)(chu)變(bian)形區(qu),同樣惡化了其(qi)工(gong)作(zuo)條件。
擠(ji)壓(ya)芯(xin)棒(bang)的內(nei)部冷卻盡管復(fu)雜,但仍廣泛應用于擠(ji)壓(ya)生產(chan)。冷卻的不均勻將引(yin)起芯(xin)棒(bang)中產(chan)生附加應力,其結果是在芯(xin)棒(bang)的表面上出現網狀(zhuang)裂紋,導(dao)致芯(xin)棒(bang)斷裂。急劇冷卻,對于大尺(chi)寸的芯(xin)棒(bang)尤其危險。
芯棒(bang)(bang)在使(shi)用之前(qian),要(yao)預熱(re)(re)到250~400℃,一方面(mian)可以(yi)避(bi)免在芯棒(bang)(bang)插入空(kong)心坯時(shi),引(yin)起其內表面(mian)溫度的驟(zou)降(jiang);另一方面(mian)芯棒(bang)(bang)預熱(re)(re)后提(ti)高了芯棒(bang)(bang)材料的韌性,減少了芯棒(bang)(bang)表面(mian)因受到沖擊性熱(re)(re)負荷而導致龜裂的危險(xian)性。
由(you)于(yu)芯棒在變形區(qu)內移動著(zhu)工(gong)作(zuo),故其磨損情況(kuang)會好一些,但由(you)于(yu)被包圍(wei)在高(gao)溫管坯內,散熱(re)條件極差,其工(gong)作(zuo)表(biao)面最高(gao)溫度(du)可達(da)到800℃,故使用后需(xu)冷卻,而(er)大部(bu)分芯棒的(de)損壞主要(yao)都(dou)是由(you)于(yu)局部(bu)直徑減小(稱為縮(suo)頸)和表(biao)面疲勞裂紋(wen)。因此,芯棒必(bi)須具有(you)良好的(de)韌性(xing)(在20~650℃內沖擊韌性(xing)不(bu)低于(yu)539~1176kJ/㎡)、硬(ying)度(du)(HRC=45~50)和表(biao)面光潔(jie)度(du)(達(da)7級(ji)以上(shang))。