任何一種新的不銹鋼管材料在一定噸位的擠壓機上,生產規格范圍較廣的產品時,根據最佳擠壓溫度和允許的最佳變形量,編制擠壓工藝,對穩定擠壓工藝過程、保證產品質量和產量十分有益。
在現有(you)或(huo)新(xin)(xin)建的(de)(de)擠(ji)壓機上,對于試制新(xin)(xin)材料的(de)(de)新(xin)(xin)產品和大量生產的(de)(de)老產品,通過試驗(yan)研究和經驗(yan)總結,繪制出以(yi)延(yan)伸系數和坯(pi)料的(de)(de)加熱溫度(du)為坐標的(de)(de)材料不銹鋼管可能(neng)的(de)(de)變形(xing)制度(du)曲線,如圖5-1所(suo)示。
在一定的加熱溫度條件下,變形程度增大將引起坯料金屬流出壓力增加,而金屬流出壓力受到擠壓機能力或擠壓工模具強度的限制。隨著不(bu)銹鋼(gang)管坯料加熱溫度的升高,允許的變形程度增大,因此,曲線Ⅰ(1區域和2區域之間)是材料在一定的延伸系數和加熱溫度的條件下,材料的極限的允許擠壓力。曲線Ⅱ(1區域和3區域之間)是在絕熱條件下,因熱效應而使金屬溫度升高與部分晶界熔化的曲線。因此,1區域為產品質量令人滿意時的區域,2區域是超過允許壓力的區域,3區域是晶界熔化區域。
如果提高擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)能力(li)或擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工模具(ju)的(de)(de)(de)允(yun)許應(ying)力(li),1區域(yu)將會擴大(da),并(bing)且新的(de)(de)(de)曲線將受到(dao)各種(zhong)具(ju)體(ti)條件(jian)(jian)的(de)(de)(de)限制(圖(tu)5-1(b),其(qi)(qi)中(zhong)P1>P2>P3)。在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)變(bian)形過程中(zhong),部分熱(re)量(liang)用于(yu)熔化玻璃潤滑劑、加熱(re)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工模具(ju)和散發到(dao)周圍的(de)(de)(de)空(kong)(kong)間;其(qi)(qi)余則留在(zai)(zai)變(bian)形金屬(shu)內,用于(yu)提高坯(pi)料溫(wen)度。在(zai)(zai)其(qi)(qi)他條件(jian)(jian)相同(tong)的(de)(de)(de)情(qing)況下,留在(zai)(zai)變(bian)形金屬(shu)內的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)與總熱(re)量(liang)的(de)(de)(de)比值(zhi)與擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)速度有關,其(qi)(qi)中(zhong)可能有兩(liang)種(zhong)極(ji)端的(de)(de)(de)情(qing)況:1. 當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)速度非常低時(shi),變(bian)形熱(re)完全散發到(dao)周圍空(kong)(kong)間,即變(bian)形流(liu)動在(zai)(zai)等溫(wen)條件(jian)(jian)下進行;2. 當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)速度無限大(da)時(shi),全部變(bian)形熱(re)都留在(zai)(zai)金屬(shu)內,并(bing)建立了絕熱(re)條件(jian)(jian)。實際(ji)上這兩(liang)種(zhong)極(ji)端條件(jian)(jian)是不存在(zai)(zai)的(de)(de)(de),因(yin)此實際(ji)情(qing)況是在(zai)(zai)這兩(liang)種(zhong)極(ji)限情(qing)況之間。
對現有的擠壓機,繪制用于各種鋼的變形制度曲線具有實用意義。尼科波爾南方鋼管廠的專家Г.И.Гуляeв(Г.И.古里亞耶夫)等通過研究,用計算法繪制了適用于該廠3150噸液壓擠壓機擠壓06Cr18Ni11Ti不銹鋼管時的所有品種的變形制度曲線。除此之外,對擠壓機的每一種尺寸的擠壓筒也都繪制了相應的曲線。在計算和繪制各種材料的變形制度曲線時,需根據具體情況采用不同的限制條件。尼科波爾南方鋼管廠采用的限制因素為:
1. 擠壓機的名義擠壓力或(huo)擠壓桿(gan)上的應力不大于1100MPa;
2. 擠壓不銹鋼管材料的晶粒開始(shi)熔化溫度為1325℃;
3. 擠壓不銹鋼(gang)管(guan)材(cai)料在(zai)變形(xing)過(guo)程(cheng)中和變形(xing)終了的(de)(de)溫(wen)度較高,使(shi)奧氏體晶粒(li)長大(da)。由于(yu)材(cai)料在(zai)加(jia)熱和冷(leng)卻過(guo)程(cheng)中沒有發生相變,在(zai)冷(leng)卻時材(cai)料的(de)(de)晶粒(li)度不變,因此(ci),對(dui)于(yu)其用于(yu)再加(jia)工(冷(leng)加(jia)工)的(de)(de)商品(pin)管(guan)坯料的(de)(de)加(jia)熱溫(wen)度為1220℃。
為了判斷在繪制變(bian)(bian)形制度(du)曲線時(shi)采用的(de)假設是否正(zheng)確(que),尼科波爾南方(fang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)廠用06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼(gang)(gang)坯(pi)料進(jin)行(xing)了一系(xi)列的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)試(shi)驗,包括(kuo)設定準確(que)的(de)加(jia)熱溫度(du)和(he)(he)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力,以及坯(pi)料的(de)加(jia)熱溫度(du)和(he)(he)延伸系(xi)數在比較(jiao)寬的(de)范(fan)圍內(nei)變(bian)(bian)化(hua)等(deng)。將試(shi)驗結(jie)果與計算數據(ju)進(jin)行(xing)比較(jiao),制定保(bao)證商品管(guan)和(he)(he)再加(jia)工不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)質量的(de)變(bian)(bian)形制度(du)曲線。3150噸擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)ф190mm擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒在不同擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力的(de)條件下,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)時(shi)可能的(de)變(bian)(bian)形制度(du)曲線如圖5-2所(suo)示。