各種不同的不銹鋼管擠壓方法(正擠、反擠、縱擠、橫擠、立擠、臥擠),擠壓機的結構形式,擠壓時的工模具配置,以及擠壓時金屬的流動特點,為確定不銹鋼管(guan)擠壓時工模具中的應力提供了可能性,從而在設計擠壓工模具時,就能夠考慮到工模具所承受負荷的情況。
各種工藝(yi)因素,擠壓機工模(mo)具的(de)(de)結構(gou)形式,工模(mo)具工作表面的(de)(de)狀態,以及(ji)其(qi)(qi)使用(yong)條件,對于工模(mo)具所承受負荷的(de)(de)變化起(qi)著重要的(de)(de)作用(yong)。根據這(zhe)些總的(de)(de)情況來(lai)設(she)計工模(mo)具的(de)(de)結構(gou)和形狀,選擇(ze)制造每(mei)一種工模(mo)具時采用(yong)的(de)(de)材料牌號,并規(gui)范(fan)其(qi)(qi)力學性(xing)能與熱處理制度。
不銹鋼管(guan)熱擠(ji)(ji)壓(ya)時,工(gong)模(mo)具的(de)使用(yong)壽命(ming)是決定擠(ji)(ji)壓(ya)機生(sheng)產力和經濟指標的(de)重要因素(su)之一。在(zai)鋼管(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)產品的(de)總加工(gong)費用(yong)中(zhong),擠(ji)(ji)壓(ya)工(gong)模(mo)具消(xiao)耗的(de)費用(yong)要占到(dao)3%,其中(zhong)各(ge)種工(gong)模(mo)具消(xiao)耗費用(yong)所占的(de)比例見表(biao)7-1.
從表7-1可以(yi)看出(chu),擠(ji)(ji)壓(ya)模(mo)和擠(ji)(ji)壓(ya)芯棒(bang)是(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)工模(mo)具(ju)(ju)中消(xiao)耗(hao)量最大的(de)(de)(de)工模(mo)具(ju)(ju)。這(zhe)兩(liang)種(zhong)模(mo)具(ju)(ju)的(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)費用(yong)(yong)(yong)占擠(ji)(ji)壓(ya)工模(mo)具(ju)(ju)總消(xiao)耗(hao)費用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)70%以(yi)上(shang)。因此,如何從材料(liao)和結構(gou)方面進一步提高擠(ji)(ji)壓(ya)模(mo)和擠(ji)(ji)壓(ya)芯棒(bang)的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)壽(shou)命(ming),一直(zhi)是(shi)鋼管熱擠(ji)(ji)壓(ya)工藝研究中的(de)(de)(de)主要課題。
在不銹鋼(gang)和高鎳合金管穿孔和擠壓時,工模具要承受極高的單位壓力和高溫度的作用,受到極嚴重的熱磨損。
在進行工模具的(de)結構設計(ji)時,主要考慮的(de)因素(su)是工模具抵抗負(fu)荷的(de)能(neng)力(li)及(ji)其經(jing)濟性。
實踐經(jing)驗(yan)表明(ming),采用組合(he)結(jie)構的工(gong)(gong)模具(ju)(ju)(多層擠壓(ya)筒、組合(he)擠壓(ya)模、組合(he)芯棒),擠壓(ya)時可以獲得滿意的結(jie)果。因(yin)為組合(he)式(shi)結(jie)構的工(gong)(gong)模具(ju)(ju)不僅可以提高(gao)工(gong)(gong)模具(ju)(ju)的強(qiang)度,而(er)且當其損(sun)壞時只需(xu)更換(huan)個別(bie)被磨損(sun)或其他原因(yin)損(sun)壞的組合(he)工(gong)(gong)模具(ju)(ju)中的個別(bie)配件。這樣既提高(gao)了工(gong)(gong)模具(ju)(ju)的使用壽命,又(you)降低了工(gong)(gong)模具(ju)(ju)的消(xiao)耗,提高(gao)經(jing)濟性。
制造擠壓(ya)工(gong)模具的材料(liao)應具有(you)以下(xia)性(xing)能:
1. 具有良(liang)好的熱穩定性(xing)能(neng)(neng),即材(cai)料在高溫下的抗(kang)氧(yang)化性(xing)能(neng)(neng)良(liang)好。
2. 具有良好的耐熱(re)性能,即材(cai)料在高溫下的力學(xue)性能良好。
3. 具(ju)有(you)良好(hao)的耐(nai)磨性(xing)能(neng),即材料(liao)在(zai)長期高溫工作條件(jian)下抗(kang)微(wei)磨損(sun),磨料(liao)磨損(sun)性(xing)能(neng)良好(hao)。
4. 具有良(liang)好的(de)熱強性(xing)能,即材(cai)料(liao)在高溫(wen)下同時具有抗氧化性(xing)能和耐熱性(xing)能。
5. 對于擠(ji)壓(ya)難變(bian)形材(cai)料的(de)(de)制品時(shi),還要(yao)求具有(you)良(liang)好的(de)(de)抗(kang)蠕變(bian)性能(neng),即在高溫高壓(ya)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用下,材(cai)料的(de)(de)變(bian)形值隨負荷作(zuo)(zuo)用時(shi)間的(de)(de)延長而(er)增加時(shi),材(cai)料應具有(you)抵(di)抗(kang)應力和(he)溫度同時(shi)作(zuo)(zuo)用的(de)(de)能(neng)力(材(cai)料的(de)(de)蠕變(bian)抗(kang)力)。
另外,在進(jin)行(xing)(xing)擠(ji)(ji)壓工模(mo)(mo)具(ju)的(de)結(jie)構設(she)計(ji)時,一(yi)般對(dui)于(yu)大型(xing)工模(mo)(mo)具(ju)(如(ru)擠(ji)(ji)壓筒、擠(ji)(ji)壓桿等)都(dou)會(hui)采(cai)用機械(xie)化進(jin)行(xing)(xing)更換;而對(dui)于(yu)一(yi)些小型(xing)工模(mo)(mo)具(ju)(如(ru)擠(ji)(ji)壓模(mo)(mo)、擠(ji)(ji)壓芯棒、擠(ji)(ji)壓墊等),必須考(kao)慮到盡(jin)量避免工模(mo)(mo)具(ju)因(yin)(yin)各種原因(yin)(yin)而頻繁更換的(de)可能性。
圖7-1所(suo)(suo)示為(wei)管(guan)棒型(xing)材(cai)臥(wo)式液(ye)壓擠壓機(ji)工模具的名稱及其配置;圖7-2所(suo)(suo)示為(wei)與(yu)臥(wo)式管(guan)型(xing)材(cai)液(ye)壓擠壓機(ji)配套的立式液(ye)壓穿(擴(kuo))孔機(ji)的工模具名稱以其配置。