擠壓不銹鋼管坯尺寸的選擇是關系到擠壓機的產量和產品質量的重要因素之一。擠壓坯料的尺寸主要是指外徑、內徑和長度。擠壓不銹鋼管坯料尺寸的大小除了受到擠壓筒尺寸的限制之外,同時還與生產產品的規格、材料的變形抗力、采用的變形量以及擠壓機能力的大小有關。當材料的變形抗力越大時,擠壓比不能選得太大,要選直徑較小的坯料。反之,可以選用較大直徑的坯料。 圖2-3所示為擠壓機壓力、變形時的比壓與坯料直徑(擠壓筒的大小)的 關系。由圖2-3可以看出:當材料的變形抗力越大時,需要的比壓就越大。在 已定的擠壓機上擠壓比就不能太大,要選擇較小的坯料。反之,坯料直徑就可以增大。
一些擠壓機的壓力與(yu)坯(pi)料尺寸及比壓之間(jian)的關系見表 2-4。
一般來(lai)說,50MN以下的擠壓機采(cai)用的比(bi)壓約(yue)為300~1300MPa,而50MN以上的擠壓機采(cai)用的比(bi)壓約(yue)200~1100MPa。這(zhe)是(shi)由于大噸位擠壓機的坯料因摩擦引起的阻力相對于小噸位的擠壓機要小。
擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比即擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi)的(de)(de)變形(xing)程度(du)。如(ru)果擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)能力許可,則擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比越大越好。一(yi)般鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比在10~60之間。而(er)對于鑄坯,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比應(ying)大于20。因為(wei)(wei)只有大的(de)(de)變形(xing)量才能改變鑄態組織,得到(dao)細(xi)小(xiao)的(de)(de)晶(jing)粒,提高擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)品的(de)(de)質量。也(ye)有資料介紹,認為(wei)(wei)對于鑄坯的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比取35是最為(wei)(wei)合適的(de)(de)。不過(guo)應(ying)該(gai)注(zhu)意(yi)的(de)(de)是過(guo)大的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比,將導致過(guo)大的(de)(de)金屬流動速度(du),使變形(xing)劇烈,當潤滑劑不能滿足要(yao)求時(shi),某些(xie)材料的(de)(de)制(zhi)品表面會有形(xing)成裂紋的(de)(de)危(wei)險(xian)。
圖(tu)2-4所示為(wei)擠(ji)壓比(bi)、比(bi)壓和變形(xing)抗(kang)力之間的關系。此圖(tu)對于(yu)選(xuan)擇擠(ji)壓比(bi)十分有用。
此外,在選擇(ze)坯料(liao)尺寸時,還應該考慮到擠壓成品的定尺長度、輔助設備(bei)的能力等(deng)因素。
表 2-5列(lie)出部(bu)分鋼擠壓機采用的(de)坯料尺寸(cun)
擠(ji)壓管坯尺寸選擇的(de)步驟如下:
1. 首(shou)先根(gen)據擠壓的(de)材料、產品的(de)規格和設備的(de)能力,參考圖(tu)2-3、表2-1預選擠壓比(bi)。
2. 預(yu)選擠(ji)壓筒直徑
根據計(ji)算(suan)的(de)坯(pi)料直(zhi)徑(jing),對比(bi)現有擠(ji)壓(ya)機擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)系列的(de)尺寸,預(yu)(yu)選擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)。在預(yu)(yu)選擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)時(shi)(shi),要考慮到坯(pi)料加熱(re)時(shi)(shi)的(de)熱(re)膨脹和(he)坯(pi)料進擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)時(shi)(shi)應預(yu)(yu)留的(de)涂潤滑劑必要的(de)工藝(yi)間隙。此坯(pi)料的(de)最(zui)大直(zhi)徑(jing)應比(bi)擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)直(zhi)徑(jing)小1.5%~2%。同(tong)時(shi)(shi),為了保證擠(ji)壓(ya)鋼管的(de)內表面(mian)質量和(he)壁厚的(de)均勻性(xing),坯(pi)料內孔直(zhi)徑(jing)應比(bi)芯棒大5%~10%(一般為8~20mm)。
3. 坯料的截面尺寸(cun)確定之(zhi)后,重新(xin)計(ji)算擠壓比(bi)。
4. 坯料(liao)長(chang)度一般(ban)不應超過其直徑的3.5 ~4.0倍
坯料(liao)過(guo)長,會使(shi)(shi)擠壓力和擠壓時間增(zeng)加(jia),降低(di)工模具的使(shi)(shi)用壽命;而坯料(liao)過(guo)短則使(shi)(shi)生產率(lv)(lv)降低(di),金屬(shu)消耗(hao)增(zeng)加(jia),操(cao)作頻率(lv)(lv)增(zeng)加(jia)。
5. 進(jin)行擠壓力(li)校核(he)
在預選擇坯(pi)料(liao)尺寸之后,需要進(jin)行擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力(li)(li)校(xiao)核,檢(jian)查擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力(li)(li)是否在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)額定壓(ya)(ya)力(li)(li)范圍內。如擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力(li)(li)太小,則不能(neng)充分發揮擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)能(neng)力(li)(li);如擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力(li)(li)太大,超過擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)額定壓(ya)(ya)力(li)(li):則無法實現產品的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過過程(cheng)。在這(zhe)兩種情況下,都必須重新進(jin)行坯(pi)料(liao)的(de)選擇。
6. 選擇穿(chuan)孔坯(pi)料(liao)
由于穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)的(de)系列與擠壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)系列相(xiang)匹配,故擠壓(ya)坯(pi)料(liao)(liao)的(de)直徑即為穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)的(de)直徑。一(yi)些擠壓(ya)機組穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)與擠壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)配合情況(kuang)列于表2-6。一(yi)般,穿(chuan)孔(kong)坯(pi)料(liao)(liao)的(de)直徑比穿(chuan)孔(kong)筒(tong)(tong)最小(xiao)直徑小(xiao)1.5%~2.0%(約(yue)5mm~10mm)。
當穿孔坯料的長度/穿孔芯棒的直徑>7時,穿孔后坯料內孔容易產生偏心,很難保證擠壓(ya)不銹鋼管的質量。此時,應該采用坯料預鉆后的擴孔工藝。坯料預鉆孔的直徑大小取決于其擴孔直徑。擴孔直徑與鉆孔直徑的關系如圖2-5所示。一般坯料預先鉆ф20~50mm的小孔,再熱擴孔至φ50~120mm 的空心坯內孔。坯料在預鉆孔時必須確保其同心度,這是保證擠壓不銹鋼管壁厚均勻的關鍵。
德國 Schloemann公(gong)司的(de)(de)資料(liao)認(ren)為,對(dui)于擠壓(ya)空(kong)心坯的(de)(de)加(jia)工(gong)方(fang)法,取決于坯料(liao)內徑的(de)(de)大小。一般(ban)對(dui)31.5MN擠壓(ya)機,空(kong)心坯的(de)(de)加(jia)工(gong)方(fang)法是:內孔(kong)ф<50mm,采(cai)用鉆孔(kong);Φ=20~80mm,采(cai)用預(yu)鉆孔(kong)+熱(re)擴(kuo)孔(kong);ф>50mm,采(cai)用熱(re)穿孔(kong)(坯料(liao)長(chang)度(du)/內徑<7)。
7. 穿(chuan)孔坯料尺寸確定(ding)之后,還應(ying)該用(yong)鐓粗力和(he)穿(chuan)孔力的(de)計算公式,進行鐓粗力和(he)穿(chuan)孔力的(de)校核(he)。