擠壓法可以生產各種各樣的不銹鋼管產品,擠壓鋼管產品斷面的高精度及其斷面的穩定性,需要大量高壽命和形狀相對穩定的工模具。在設計工模具時,必須先仔細地對全套工模具進行計算。因為,往往由于工模具的結構考慮得不夠周密,以及全套工模具裝配不當,導致工模具過早損壞,從而將大大增加產品的成本。尤其是擠壓不銹(xiu)鋼管和高鎳合金的管材和型材時,無論是溫度制度方面,還是在坯料形變時的應力承受方面,擠壓工模具的工況條件都是極其嚴酷的,具體來說:
1. 擠壓(ya)工(gong)模具不同的(de)工(gong)況(kuang)條件(jian)(jian)對其材質(zhi)、熱處理以及結構(gou)形狀都提出了不同的(de)要求。不銹鋼管擠壓(ya)工(gong)模具的(de)材質(zhi)應(ying)能承受工(gong)作時在高壓(ya)下溫(wen)度的(de)急劇(ju)變(bian)化,周期性的(de)加熱到高溫(wen),隨(sui)后又快速地冷卻和負荷沖擊性下降(jiang)的(de)工(gong)況(kuang)條件(jian)(jian)。
2. 在大多(duo)數情況下(xia),擠(ji)(ji)壓過(guo)程是不平穩的(de),擠(ji)(ji)壓工模(mo)具(ju)上的(de)沖擊(ji)(ji)負(fu)荷要(yao)求制造工模(mo)具(ju)的(de)材料具(ju)有高(gao)的(de)沖擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing),但這(zhe)與高(gao)硬度的(de)要(yao)求又(you)相矛盾,則沖擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing)反而會降低擠(ji)(ji)壓工模(mo)具(ju)的(de)壽命。
3. 在擠壓過程中,工模具中的一些部件被加熱到700~800℃的溫度,并在這一溫度下進行水冷或氣冷。
4. 擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)、芯(xin)棒和擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)模的工況條(tiao)件尤其嚴酷,沿被(bei)加熱的擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)的長度上,經常作用有強烈的、不均勻的高溫坯料(liao)與內(nei)襯(chen)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)壁之間的接觸摩擦(ca)力,高的徑向(xiang)壓(ya)力,該徑向(xiang)壓(ya)力隨后又沖擊性的下(xia)降(jiang)。同(tong)時,冷空(kong)氣或水通過擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)的孔腔(qiang),使(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)受到(dao)強烈地冷卻。在所有這些工況條(tiao)件下(xia),在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)的材料(liao)中產生了熱超應力,并且導致金(jin)屬材料(liao)迅速(su)疲(pi)勞,使(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)很快(kuai)產生破裂(lie)或磨損(sun)而損(sun)壞(huai)。
5. 往往工(gong)作得很好(hao)的(de)芯棒(bang),由于(yu)不(bu)良(liang)(liang)的(de)操作,在高(gao)壓(ya)和坯料(liao)加(jia)(jia)熱不(bu)足的(de)情況下進行擠壓(ya)而遭到破(po)壞。原因為坯料(liao)加(jia)(jia)熱不(bu)足而導致擠壓(ya)力急劇上(shang)升。實(shi)際上(shang),這種由于(yu)不(bu)良(liang)(liang)的(de)操作而導致擠壓(ya)工(gong)模(mo)具(ju)損壞的(de)現象是(shi)可(ke)以避免的(de)。
6. 不銹鋼(gang)管擠(ji)壓(ya)(ya)工模具因(yin)長時(shi)(shi)間(jian)停留在(zai)1100℃以上的(de)高溫區,而使(shi)(shi)其壽(shou)命大大降低。因(yin)此,在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)工藝和設備設計時(shi)(shi),必須力求縮(suo)短擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian),尤其是(shi)純(chun)擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian),應盡(jin)量控制在(zai)3~4s之內完(wan)成。可見對擠(ji)壓(ya)(ya)機純(chun)擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian)的(de)控制,并(bing)不是(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)機生產(chan)率的(de)需要,而是(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)工模具使(shi)(shi)用壽(shou)命的(de)要求。
7. 采用含W和Mo元素的(de)(de)(de)耐熱鋼(gang)(gang)來制造工模(mo)具時,這類(lei)鋼(gang)(gang)通常是(shi)導(dao)熱性能(neng)比較差。因此,在(zai)溫度急(ji)劇升高時產(chan)生的(de)(de)(de)熱沖擊負(fu)荷,可(ke)能(neng)導(dao)致工模(mo)具的(de)(de)(de)破壞。為此,工模(mo)具在(zai)使用前(qian)的(de)(de)(de)預熱極為重要。
8. 應了解工模具在使用時的硬度情況,因為工模具不正確的預熱可能導致其脆性破壞。此外,還必須考慮工模具的配置情況、工模具的尺寸以及有時其結構隨著擠壓不銹(xiu)鋼坯料(liao)的尺寸和產品的尺寸的改變而變化的情況。
由此可見(jian),工模具材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)選擇是根(gen)據擠(ji)壓一定(ding)材(cai)料時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓速度條件(jian)、加熱溫度制(zhi)度、坯料金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)、擠(ji)壓產品的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形狀、潤滑情況和工模具被(bei)冷卻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能性(xing)(xing)等因素進行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。而制(zhi)造(zao)工模具時,正確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不銹鋼管(guan)機加工工藝(yi)及熱處理(li)制(zhi)度對工模具的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命影響極大(da),其工藝(yi)制(zhi)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擬(ni)訂起著決定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用。
因(yin)此,在設計不(bu)銹鋼管擠壓工(gong)模(mo)具(ju)(ju)的形狀(zhuang)、計算其強度和選擇(ze)其材料(liao)時(shi),必須(xu)考慮到工(gong)模(mo)具(ju)(ju)各種(zhong)不(bu)同的工(gong)況條件。