在不銹鋼管擠壓過程中,芯棒首先插入模孔與模孔形成環狀孔腔。在擠壓時,形成擠壓制品的內部輪廓。
在擠壓過(guo)程中(zhong),芯(xin)(xin)(xin)棒承(cheng)受高的(de)機(ji)械負(fu)(fu)荷(he)和熱(re)負(fu)(fu)荷(he)。芯(xin)(xin)(xin)棒處于(yu)被加熱(re)到1200℃高溫(wen)的(de)坯(pi)料中(zhong),在較大的(de)深度上被加熱(re)從而(er)降低其力學性能。在每次(ci)擠壓后,芯(xin)(xin)(xin)棒被加熱(re)到700~800℃,然后用(yong)水冷卻。
同(tong)時,由于擠壓時金屬沿著芯(xin)棒表面(mian)的流動速度(du)超過芯(xin)棒的行(xing)程速度(du),因此在芯(xin)棒上產生了軸向拉伸應力。
在擠(ji)壓(ya)不銹鋼管過程中,作用于芯棒上的力的大小取決于一系列的因素,可能達到其總擠壓力的15%~20%.而芯棒表面受熱的溫度會達到800℃,并在金屬移動的過程中對芯棒產生強烈的熱滑動摩擦而引起了芯棒表面的磨損。
當(dang)擠壓缸回程時(shi),軸向(xiang)拉伸力(li)瞬時(shi)產(chan)生,在芯棒上又引起了沖擊(ji)性的(de)拉伸力(li)。
擠壓時,當不銹(xiu)鋼管坯料的直徑和擠壓筒的直徑差比較大且坯料壓縮不足時,則在芯棒中將會產生附加的彎曲力。
同樣,當(dang)不(bu)銹鋼管坯料的加熱(re)溫(wen)度不(bu)均(jun)勻(yun)或加熱(re)溫(wen)度不(bu)足時,也會在(zai)芯棒(bang)中產生彎曲力。
若(ruo)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)坯(pi)料的(de)潤滑不(bu)到位,在擠壓(ya)(ya)時金屬和芯棒(bang)就會(hui)產生黏結而咬(yao)合,這不(bu)僅導致芯棒(bang)上(shang)拉伸(shen)力的(de)提高,而且嚴重(zhong)的(de)會(hui)引(yin)起擠壓(ya)(ya)制(zhi)品的(de)報廢。
流出(chu)金(jin)屬對芯(xin)棒的(de)作用(yong)力在(zai)擠壓(ya)(ya)過程中隨著不銹鋼管坯料長(chang)度(du)的(de)減小而發生變(bian)化(hua)。在(zai)擠壓(ya)(ya)的(de)最后(hou)瞬(shun)間,當(dang)壓(ya)(ya)余的(de)高度(du)接(jie)近擠壓(ya)(ya)坯料的(de)“死區(qu)”時(shi),芯(xin)棒的(de)工(gong)作條件(jian)最為(wei)惡(e)(e)劣。這在(zai)確定壓(ya)(ya)余的(de)厚度(du)時(shi)必(bi)須要考慮到。因為(wei)在(zai)實(shi)踐中證明,芯(xin)棒的(de)斷裂大多數發生在(zai)與最后(hou)擠壓(ya)(ya)階(jie)段相(xiang)應于芯(xin)棒后(hou)三分之一的(de)長(chang)度(du)距離上。擠壓(ya)(ya)結束后(hou),芯(xin)棒后(hou)退。在(zai)壓(ya)(ya)模部(bu)件(jian)的(de)鎖緊(jin)裝置(zhi)打(da)開(kai)后(hou),擠壓(ya)(ya)桿(gan)將壓(ya)(ya)余連同擠壓(ya)(ya)墊一起推出(chu),芯(xin)棒急跳式(shi)地退出(chu)變(bian)形區(qu),同樣惡(e)(e)化(hua)了(le)其工(gong)作條件(jian)。
擠壓芯(xin)棒(bang)(bang)的內部冷卻(que)盡管復雜,但仍廣泛應(ying)(ying)用于(yu)擠壓生產(chan)(chan)。冷卻(que)的不均(jun)勻將引起(qi)芯(xin)棒(bang)(bang)中(zhong)產(chan)(chan)生附加應(ying)(ying)力,其(qi)結果是在(zai)芯(xin)棒(bang)(bang)的表面上出現網狀裂紋,導致芯(xin)棒(bang)(bang)斷裂。急(ji)劇冷卻(que),對于(yu)大尺寸的芯(xin)棒(bang)(bang)尤其(qi)危險。
芯(xin)棒在使(shi)用之(zhi)前,要(yao)預熱(re)到250~400℃,一(yi)(yi)方面(mian)可(ke)以(yi)避免在芯(xin)棒插(cha)入空心坯時(shi),引起其內表面(mian)溫度(du)的驟(zou)降;另一(yi)(yi)方面(mian)芯(xin)棒預熱(re)后(hou)提高了(le)(le)芯(xin)棒材料(liao)的韌性,減(jian)少了(le)(le)芯(xin)棒表面(mian)因受到沖擊性熱(re)負(fu)荷而導致龜裂的危險性。
由(you)于(yu)芯(xin)棒在變形區內(nei)移(yi)動著工作,故其磨(mo)損(sun)情況(kuang)會(hui)好(hao)一(yi)些,但由(you)于(yu)被(bei)包圍在高溫管坯內(nei),散(san)熱(re)條(tiao)件(jian)極差,其工作表面(mian)最高溫度可達(da)到800℃,故使用后需冷卻,而大部分芯(xin)棒的(de)損(sun)壞主要(yao)都是由(you)于(yu)局部直徑減小(稱為(wei)縮頸)和表面(mian)疲勞裂紋。因此,芯(xin)棒必須具(ju)有良好(hao)的(de)韌性(xing)(在20~650℃內(nei)沖(chong)擊(ji)韌性(xing)不低于(yu)539~1176kJ/㎡)、硬度(HRC=45~50)和表面(mian)光潔度(達(da)7級以上)。