擠壓不銹鋼管坯尺寸的選擇是關系到擠壓機的產量和產品質量的重要因素之一。擠壓坯料的尺寸主要是指外徑、內徑和長度。擠壓不(bu)銹鋼管坯料尺寸的大小除了受到擠壓筒尺寸的限制之外,同時還與生產產品的規格、材料的變形抗力、采用的變形量以及擠壓機能力的大小有關。當材料的變形抗力越大時,擠壓比不能選得太大,要選直徑較小的坯料。反之,可以選用較大直徑的坯料。 圖2-3所示為擠壓機壓力、變形時的比壓與坯料直徑(擠壓筒的大小)的 關系。由圖2-3可以看出:當材料的變形抗力越大時,需要的比壓就越大。在 已定的擠壓機上擠壓比就不能太大,要選擇較小的坯料。反之,坯料直徑就可以增大。 


圖 2-3 擠壓機壓力與擠壓筒直徑的關系.jpg


 一些(xie)擠壓機的壓力與坯料尺寸及比壓之間的關系見表 2-4。


表 2-4 擠壓機壓力與坯料尺寸及比壓之間的關系.jpg


 一般(ban)來說(shuo),50MN以(yi)下(xia)的擠壓(ya)機采用的比壓(ya)約為300~1300MPa,而50MN以(yi)上的擠壓(ya)機采用的比壓(ya)約200~1100MPa。這是由于大噸(dun)位擠壓(ya)機的坯料(liao)因摩擦引起的阻力(li)相對(dui)于小噸(dun)位的擠壓(ya)機要小。


 擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)即擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時的(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)程度。如果(guo)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)(de)(de)能力許可,則擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)越大越好。一般(ban)鋼擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)在10~60之間。而對于(yu)鑄坯,擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)應(ying)大于(yu)20。因為(wei)只(zhi)有大的(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)量(liang)才能改變(bian)鑄態組織(zhi),得到細小(xiao)的(de)(de)(de)(de)晶粒(li),提高擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)制品的(de)(de)(de)(de)質量(liang)。也有資(zi)料介紹,認為(wei)對于(yu)鑄坯的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)取35是最為(wei)合適的(de)(de)(de)(de)。不過(guo)應(ying)該注意的(de)(de)(de)(de)是過(guo)大的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi),將導致過(guo)大的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)流動速度,使變(bian)形(xing)劇烈,當潤滑劑不能滿足要求時,某些材料的(de)(de)(de)(de)制品表面會有形(xing)成裂紋的(de)(de)(de)(de)危險。


 圖2-4所示為(wei)擠壓(ya)比、比壓(ya)和(he)變形抗力之間的(de)關系。此圖對于選(xuan)擇擠壓(ya)比十分有用。


圖 2-4 金屬抗力與變形可能性的關系.jpg


此外,在選擇坯料(liao)尺寸時(shi),還應(ying)該(gai)考慮到擠壓成品的定尺長度、輔助設備的能力(li)等(deng)因素(su)。

  

 表 2-5列(lie)出(chu)部分(fen)鋼擠壓(ya)機采用(yong)的(de)坯(pi)料尺寸


表 2-5 國外部分鋼擠壓機采用的坯料尺寸.jpg


 擠壓管坯尺寸(cun)選擇的步驟如下:

 

 1. 首先根(gen)據擠壓的材料、產(chan)品的規格和設備的能力(li),參(can)考圖(tu)2-3、表2-1預選擠壓比。


 2. 預選擠壓筒直徑(jing)


    根(gen)據計算的(de)(de)坯料直(zhi)徑,對比現有擠(ji)壓機(ji)擠(ji)壓筒(tong)系列(lie)的(de)(de)尺寸(cun),預(yu)選擠(ji)壓筒(tong)。在(zai)預(yu)選擠(ji)壓筒(tong)時(shi),要考(kao)慮到(dao)坯料加熱時(shi)的(de)(de)熱膨脹和坯料進(jin)擠(ji)壓筒(tong)時(shi)應(ying)預(yu)留的(de)(de)涂(tu)潤滑劑必要的(de)(de)工藝間(jian)隙。此坯料的(de)(de)最大直(zhi)徑應(ying)比擠(ji)壓筒(tong)直(zhi)徑小1.5%~2%。同時(shi),為了保(bao)證(zheng)擠(ji)壓鋼(gang)管的(de)(de)內表(biao)面質量和壁厚(hou)的(de)(de)均勻(yun)性,坯料內孔直(zhi)徑應(ying)比芯(xin)棒大5%~10%(一般為8~20mm)。


 3. 坯料的截面(mian)尺寸確定之后,重新(xin)計算擠壓比。


 4. 坯(pi)料(liao)長度一般不應超過其直徑的3.5 ~4.0倍


    坯(pi)(pi)料過長,會使擠壓力(li)和擠壓時(shi)間(jian)增(zeng)加,降低工模具的使用(yong)壽命;而(er)坯(pi)(pi)料過短則使生產(chan)率降低,金屬消耗增(zeng)加,操作頻率增(zeng)加。


 5. 進行擠壓力校核


   在預(yu)選(xuan)擇坯料尺寸(cun)之后,需要(yao)進行(xing)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)校核,檢(jian)查擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)是否在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的額定(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)范圍(wei)內。如擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)太(tai)(tai)小,則(ze)不能(neng)充分發(fa)揮擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的能(neng)力(li)(li);如擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)太(tai)(tai)大(da),超過(guo)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的額定(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li):則(ze)無法實現(xian)產品的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)過(guo)過(guo)程。在這兩種(zhong)情(qing)況下,都(dou)必(bi)須重新進行(xing)坯料的選(xuan)擇。


 6.  選(xuan)擇(ze)穿孔坯料


   由于穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)系(xi)列與擠壓筒(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)系(xi)列相匹配(pei),故擠壓坯料(liao)的(de)直(zhi)徑(jing)(jing)即為穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)直(zhi)徑(jing)(jing)。一些擠壓機(ji)組穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)(tong)與擠壓筒(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)配(pei)合情況列于表2-6。一般,穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯料(liao)的(de)直(zhi)徑(jing)(jing)比(bi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)(tong)最小(xiao)直(zhi)徑(jing)(jing)小(xiao)1.5%~2.0%(約5mm~10mm)。


表 2-6 擠壓坯料、穿孔筒、擠壓筒之間的尺寸關系.jpg


 當穿孔坯料的長度/穿孔芯棒的直徑>7時,穿孔后坯料內孔容易產生偏心,很難保證擠壓(ya)不銹鋼管的質量。此時,應該采用坯料預鉆后的擴孔工藝。坯料預鉆孔的直徑大小取決于其擴孔直徑。擴孔直徑與鉆孔直徑的關系如圖2-5所示。一般坯料預先鉆ф20~50mm的小孔,再熱擴孔至φ50~120mm 的空心坯內孔。坯料在預鉆孔時必須確保其同心度,這是保證擠壓不銹鋼管壁厚均勻的關鍵。


圖 2-5 擴孔直徑與鉆孔直徑之間的關系.jpg


  德國 Schloemann公司的資(zi)料認為,對于(yu)擠壓空心(xin)坯(pi)的加(jia)工(gong)方法(fa),取決于(yu)坯(pi)料內徑(jing)的大小。一(yi)般對31.5MN擠壓機,空心(xin)坯(pi)的加(jia)工(gong)方法(fa)是:內孔(kong)(kong)ф<50mm,采(cai)用(yong)鉆孔(kong)(kong);Φ=20~80mm,采(cai)用(yong)預鉆孔(kong)(kong)+熱(re)(re)擴孔(kong)(kong);ф>50mm,采(cai)用(yong)熱(re)(re)穿孔(kong)(kong)(坯(pi)料長(chang)度/內徑(jing)<7)。


7. 穿(chuan)孔坯(pi)料尺寸確定之后,還應該用(yong)鐓粗力(li)和(he)穿(chuan)孔力(li)的計算公式,進行鐓粗力(li)和(he)穿(chuan)孔力(li)的校核。