浙江至德鋼業有限公司在擠壓帶翼不銹鋼管時,局部的金屬有較大的不均勻變形,這就可能導致金屬斷裂,型材形狀充不滿或型材扭曲。因此,研究金屬流動的規律性對于工模具孔型設計具有重要意義。擠壓帶翼不銹鋼管(guan)時的金屬流動特性的研究借助于坐標網和組合坯料來進行。擠壓帶翼鋼管時,擠壓模入口在較寬范圍內變化,對變形區的分布和金屬在擠壓芯棒空隙里的徑向變形的大小不產生重大的影響。因此,模子錐角的大小應該以保證金屬流動不產生破裂為條件進行選擇。一般70°~80°被認為是最合適的。


圖3-12.jpg


 在(zai)異型(xing)(xing)芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)空(kong)隙里金屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)徑向(xiang)流(liu)動(dong)在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)筒里就已經開始,并隨(sui)著向(xiang)變(bian)(bian)(bian)形區的(de)(de)(de)靠近而增(zeng)(zeng)加(圖3-12)。延(yan)伸增(zeng)(zeng)大的(de)(de)(de)同時(shi),引起擠(ji)(ji)壓(ya)筒中金屬(shu)(shu)(shu)(shu)流(liu)動(dong)壓(ya)力增(zeng)(zeng)高,因而導(dao)致過早充滿芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)異型(xing)(xing)空(kong)隙。采用碳素(su)鋼(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)帶(dai)內(nei)翼的(de)(de)(de)鋼(gang)管時(shi),延(yan)伸系數取10~12,能保證(zheng)正常充滿翼的(de)(de)(de)形狀。如前所(suo)述,當擠(ji)(ji)壓(ya)光管時(shi),內(nei)層(ceng)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)超過外層(ceng)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)。如果在(zai)芯(xin)棒(bang)上(shang)也(ye)有(you)更(geng)接近于擠(ji)(ji)壓(ya)軸線(xian)分布(bu)的(de)(de)(de)空(kong)隙,則其不(bu)均(jun)勻流(liu)動(dong)層(ceng)被加深(圖3-13)。在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)內(nei)翼布(bu)置不(bu)對稱(cheng)的(de)(de)(de)鋼(gang)管時(shi),金屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)流(liu)動(dong)圖像原則上(shang)沒有(you)改(gai)變(bian)(bian)(bian)。尼科波爾南方鋼(gang)管廠在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)鰭片管時(shi),研究(jiu)了帶(dai)外翼鋼(gang)管金屬(shu)(shu)(shu)(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)特征,指出(chu)該過程的(de)(de)(de)特點是不(bu)均(jun)勻變(bian)(bian)(bian)形較大。這是由(you)于制品和坯料的(de)(de)(de)幾何形狀沒有(you)相似之處引起的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)形的(de)(de)(de)不(bu)均(jun)勻性,可由(you)坐標(biao)網線(xian)橫向(xiang)歪曲的(de)(de)(de)大小來評定。


圖3-13.jpg   圖3-14.jpg


  擠(ji)壓模(mo)口在(zai)(zai)(zai)60°-90°間變化,對變形區(qu)(qu)的(de)(de)分(fen)布和(he)沿管(guan)(guan)坯(pi)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)不(bu)均勻(yun),變形不(bu)發生重大影響(xiang)(圖3-14),縱向坐標網(wang)線(xian)在(zai)(zai)(zai)翼(yi)(yi)的(de)(de)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)上沿管(guan)(guan)子全長仍然是平行的(de)(de),其間隔距離幾(ji)乎沒有變化,這就證(zheng)實(shi)(shi)了(le)(le)在(zai)(zai)(zai)此斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)上的(de)(de)徑(jing)向變形不(bu)大。當擠(ji)壓單個圓盤組(zu)成的(de)(de)管(guan)(guan)坯(pi)時,在(zai)(zai)(zai)翼(yi)(yi)的(de)(de)空隙(xi)處出(chu)現局部(bu)(bu)(bu)區(qu)(qu)域性強烈變形(圖3-15(b))。在(zai)(zai)(zai)該(gai)區(qu)(qu)域內,金屬具(ju)有切向流動。此為(wei)中止擠(ji)壓管(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)翼(yi)(yi)帶和(he)光管(guan)(guan)部(bu)(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)縱斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)低(di)倍磨片(pian)所證(zheng)實(shi)(shi)(圖3-15(a)、圖3-15(b)。翼(yi)(yi)上局部(bu)(bu)(bu)區(qu)(qu)域的(de)(de)高度(du)不(bu)超過變形區(qu)(qu)的(de)(de)總高度(du)。在(zai)(zai)(zai)擠(ji)壓不(bu)銹鋼管(guan)(guan)外表(biao)面(mian)(mian)(mian)上有同心小槽的(de)(de)坯(pi)料時,發現表(biao)面(mian)(mian)(mian)層金屬流動的(de)(de)不(bu)均勻(yun)性。在(zai)(zai)(zai)圖上可明顯地看到翼(yi)(yi)的(de)(de)金屬流動超前于光管(guan)(guan)部(bu)(bu)(bu)分(fen)。根據實(shi)(shi)驗結果組(zu)成了(le)(le)擠(ji)壓帶外翼(yi)(yi)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)金屬流動的(de)(de)一般(ban)系統圖像,并考慮了(le)(le)在(zai)(zai)(zai)橫(heng)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)和(he)縱斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)上的(de)(de)不(bu)均勻(yun)變形。


圖3-15.jpg 圖3-18.jpg


 從圖(tu)3-17可以看出,線段(duan)(duan)AB和NK變(bian)形前分布(bu)在一個(ge)平面(mian)(mian)(mian)上,而(er)在管(guan)(guan)子里其位置發(fa)生了明顯變(bian)化(hua)。B點(dian)(dian)(dian)(dian)和N點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)內層金(jin)屬(shu)超過了A點(dian)(dian)(dian)(dian)和K點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)外層金(jin)屬(shu),而(er)且線段(duan)(duan)N'K'和NK之(zhi)差(cha)遠大(da)于線段(duan)(duan)A'R'和AB之(zhi)差(cha)。這是由(you)于不(bu)銹鋼管(guan)(guan)光(guang)(guang)滑部(bu)分橫斷(duan)面(mian)(mian)(mian)上金(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)性比(bi)帶(dai)翼部(bu)分大(da)。不(bu)銹鋼管(guan)(guan)外表(biao)面(mian)(mian)(mian)翼上的(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)超過了相應的(de)(de)(de)光(guang)(guang)管(guan)(guan)部(bu)分的(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)。碳素(su)鋼擠(ji)(ji)(ji)壓試驗中止(zhi)坯料(liao)各(ge)斷(duan)面(mian)(mian)(mian)顯微磨(mo)片試樣所(suo)表(biao)現(xian)出的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)可以證實變(bian)形的(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)性(圖(tu)3-18).在擠(ji)(ji)(ji)壓帶(dai)翼的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)時,金(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)連續性和相對(dui)變(bian)形的(de)(de)(de)分布(bu)與擠(ji)(ji)(ji)壓光(guang)(guang)管(guan)(guan)時沒(mei)有原(yuan)則上的(de)(de)(de)區(qu)別。實驗表(biao)明,擠(ji)(ji)(ji)壓不(bu)銹鋼管(guan)(guan)和擠(ji)(ji)(ji)壓有色金(jin)屬(shu)制品時,金(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)情(qing)況原(yuan)則上一樣。