擠壓不銹鋼管(guan)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(gang)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


 一些擠壓(ya)機(ji)的壓(ya)力與坯料尺寸(cun)及比(bi)壓(ya)之間(jian)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


 一般來說,50MN以(yi)下的擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)采用的比壓(ya)(ya)(ya)約為300~1300MPa,而(er)50MN以(yi)上的擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)采用的比壓(ya)(ya)(ya)約200~1100MPa。這是由于大(da)噸位擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的坯料因摩擦引起的阻力(li)相對于小噸位的擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)要小。


 擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)即擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)的(de)(de)變(bian)(bian)形程度。如果擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)能力許可,則(ze)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)越大(da)越好。一(yi)般鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)在10~60之間(jian)。而對(dui)于(yu)鑄(zhu)(zhu)坯(pi),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)應大(da)于(yu)20。因為(wei)只有(you)(you)大(da)的(de)(de)變(bian)(bian)形量才(cai)能改變(bian)(bian)鑄(zhu)(zhu)態組織,得到細小的(de)(de)晶(jing)粒(li),提高(gao)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制品的(de)(de)質量。也(ye)有(you)(you)資料介紹,認為(wei)對(dui)于(yu)鑄(zhu)(zhu)坯(pi)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi)取35是最為(wei)合(he)適的(de)(de)。不過(guo)應該(gai)注(zhu)意的(de)(de)是過(guo)大(da)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)比(bi)(bi),將導致(zhi)過(guo)大(da)的(de)(de)金(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)速度,使變(bian)(bian)形劇烈,當潤滑劑不能滿足要求時(shi)(shi),某些材料的(de)(de)制品表面會有(you)(you)形成裂紋的(de)(de)危險(xian)。


 圖2-4所示為(wei)擠壓比(bi)、比(bi)壓和變(bian)形抗力之間(jian)的(de)關系(xi)。此圖對于選擇(ze)擠壓比(bi)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(cun)時,還應該考慮到擠壓成品(pin)的定尺長度、輔助(zhu)設(she)備的能力等(deng)因素。

  

 表 2-5列出部分鋼擠壓機采用的(de)坯料尺(chi)寸


表 2-5 國外部分鋼擠壓機采用的坯料尺寸.jpg


 擠壓(ya)管坯(pi)尺(chi)寸選擇(ze)的步驟如下:

 

 1. 首先根據擠壓的材料、產品的規格(ge)和設備的能力,參(can)考圖2-3、表2-1預(yu)選擠壓比。


 2. 預選擠壓筒(tong)直徑


    根據計算(suan)的(de)坯料直(zhi)(zhi)徑,對比(bi)現有擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)系列的(de)尺(chi)寸,預(yu)(yu)選擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)。在預(yu)(yu)選擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)時(shi),要考(kao)慮到坯料加熱時(shi)的(de)熱膨脹和(he)坯料進擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)時(shi)應(ying)(ying)預(yu)(yu)留的(de)涂潤滑劑必要的(de)工藝間隙。此(ci)坯料的(de)最大直(zhi)(zhi)徑應(ying)(ying)比(bi)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)直(zhi)(zhi)徑小1.5%~2%。同時(shi),為(wei)(wei)了保(bao)證(zheng)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鋼管的(de)內(nei)表面質量(liang)和(he)壁厚的(de)均勻性,坯料內(nei)孔直(zhi)(zhi)徑應(ying)(ying)比(bi)芯棒大5%~10%(一(yi)般為(wei)(wei)8~20mm)。


 3. 坯料的(de)截(jie)面尺寸確定之后,重新計算(suan)擠壓(ya)比。


 4. 坯料長度一般不(bu)應超過其直徑的3.5 ~4.0倍


    坯(pi)料過長,會使(shi)擠壓(ya)力(li)和擠壓(ya)時間(jian)增(zeng)加(jia),降低工模具的使(shi)用壽命(ming);而坯(pi)料過短則使(shi)生產率降低,金屬消耗增(zeng)加(jia),操作(zuo)頻率增(zeng)加(jia)。


 5. 進(jin)行擠壓力校核


   在預選(xuan)擇坯料尺寸之后,需要進(jin)行(xing)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)校核,檢查擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)是否在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)額(e)定(ding)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)范圍內。如(ru)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)太小(xiao),則(ze)不(bu)能充(chong)分發揮(hui)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)能力(li)(li);如(ru)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)太大,超過(guo)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)(de)額(e)定(ding)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li):則(ze)無法實現產(chan)品的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)過(guo)過(guo)程。在這兩種情況下,都必須重新進(jin)行(xing)坯料的(de)(de)選(xuan)擇。


 6.  選(xuan)擇穿孔坯料(liao)


   由于穿(chuan)孔筒的(de)系(xi)列(lie)(lie)與(yu)擠(ji)壓(ya)筒的(de)系(xi)列(lie)(lie)相匹配,故擠(ji)壓(ya)坯料(liao)的(de)直(zhi)徑(jing)即(ji)為穿(chuan)孔筒的(de)直(zhi)徑(jing)。一些擠(ji)壓(ya)機(ji)組(zu)穿(chuan)孔筒與(yu)擠(ji)壓(ya)筒的(de)配合(he)情(qing)況(kuang)列(lie)(lie)于表2-6。一般,穿(chuan)孔坯料(liao)的(de)直(zhi)徑(jing)比穿(chuan)孔筒最(zui)小直(zhi)徑(jing)小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(ji)壓不銹鋼(gang)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(guo) Schloemann公司的(de)資料認(ren)為,對(dui)于擠壓空(kong)心(xin)坯的(de)加工方法(fa),取決于坯料內(nei)(nei)徑的(de)大小。一般對(dui)31.5MN擠壓機,空(kong)心(xin)坯的(de)加工方法(fa)是:內(nei)(nei)孔(kong)ф<50mm,采(cai)(cai)用鉆孔(kong);Φ=20~80mm,采(cai)(cai)用預(yu)鉆孔(kong)+熱(re)擴孔(kong);ф>50mm,采(cai)(cai)用熱(re)穿孔(kong)(坯料長度/內(nei)(nei)徑<7)。


7. 穿孔(kong)(kong)坯料尺寸確定之后,還應(ying)該(gai)用鐓粗力和(he)穿孔(kong)(kong)力的計算公式,進行鐓粗力和(he)穿孔(kong)(kong)力的校核。