擠壓不銹(xiu)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。
一些擠壓機(ji)的(de)壓力與坯料(liao)尺寸及比(bi)壓之間的(de)關(guan)系見表(biao) 2-4。
一般來說,50MN以下(xia)的(de)(de)(de)擠壓(ya)機采(cai)用的(de)(de)(de)比壓(ya)約為(wei)300~1300MPa,而50MN以上的(de)(de)(de)擠壓(ya)機采(cai)用的(de)(de)(de)比壓(ya)約200~1100MPa。這是由于(yu)大噸(dun)位(wei)擠壓(ya)機的(de)(de)(de)坯料因摩擦(ca)引起的(de)(de)(de)阻力相對于(yu)小(xiao)噸(dun)位(wei)的(de)(de)(de)擠壓(ya)機要小(xiao)。
擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比即(ji)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時的(de)(de)(de)變形(xing)程(cheng)度。如(ru)果擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)能(neng)力許可(ke),則擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比越(yue)大(da)(da)越(yue)好。一般鋼擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比在10~60之間。而(er)對于鑄坯(pi),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比應大(da)(da)于20。因為(wei)只有大(da)(da)的(de)(de)(de)變形(xing)量(liang)(liang)才(cai)能(neng)改變鑄態組織,得到細小的(de)(de)(de)晶粒,提高擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)。也有資料介紹,認為(wei)對于鑄坯(pi)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比取35是最為(wei)合適的(de)(de)(de)。不過(guo)應該注意的(de)(de)(de)是過(guo)大(da)(da)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)比,將導致過(guo)大(da)(da)的(de)(de)(de)金屬(shu)流(liu)動速度,使變形(xing)劇烈(lie),當(dang)潤滑劑不能(neng)滿足要求時,某些(xie)材料的(de)(de)(de)制(zhi)品(pin)表面會有形(xing)成裂紋(wen)的(de)(de)(de)危險。
圖2-4所示為擠壓(ya)比、比壓(ya)和變形抗(kang)力之間的關系。此(ci)圖對于選擇擠壓(ya)比十分有(you)用。
此外,在選擇坯料(liao)尺(chi)寸時,還應該(gai)考(kao)慮到擠壓成品的(de)定(ding)尺(chi)長(chang)度、輔(fu)助設備的(de)能(neng)力(li)等因素。
表 2-5列出(chu)部分鋼擠壓機采用的坯料尺寸
擠壓管坯尺寸(cun)選擇的步驟如(ru)下:
1. 首先根(gen)據擠壓(ya)(ya)的材料、產品的規格和(he)設備的能力,參考圖(tu)2-3、表2-1預選擠壓(ya)(ya)比。
2. 預選擠壓筒直徑
根據計(ji)算(suan)的(de)(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)(liao)直徑,對比現有(you)擠(ji)(ji)(ji)壓機擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)(tong)系列的(de)(de)(de)尺寸,預選擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)(tong)。在預選擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)(tong)時(shi)(shi),要考慮到坯(pi)料(liao)(liao)(liao)加(jia)熱(re)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)熱(re)膨脹和坯(pi)料(liao)(liao)(liao)進擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)(tong)時(shi)(shi)應(ying)(ying)預留的(de)(de)(de)涂潤滑(hua)劑必要的(de)(de)(de)工藝間隙。此(ci)坯(pi)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)最大直徑應(ying)(ying)比擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)(tong)直徑小(xiao)1.5%~2%。同時(shi)(shi),為了保證(zheng)擠(ji)(ji)(ji)壓鋼(gang)管的(de)(de)(de)內表面質量和壁厚的(de)(de)(de)均勻性,坯(pi)料(liao)(liao)(liao)內孔直徑應(ying)(ying)比芯棒(bang)大5%~10%(一般為8~20mm)。
3. 坯料的截(jie)面尺寸確定之(zhi)后,重(zhong)新計算擠壓(ya)比。
4. 坯料長度一般不(bu)應超過其直徑的3.5 ~4.0倍
坯料過長(chang),會(hui)使(shi)(shi)擠壓力和擠壓時間增(zeng)加(jia),降(jiang)低(di)工模具的使(shi)(shi)用壽命;而坯料過短(duan)則使(shi)(shi)生產率降(jiang)低(di),金(jin)屬消耗(hao)增(zeng)加(jia),操作頻率增(zeng)加(jia)。
5. 進行擠(ji)壓(ya)力校核
在預選擇(ze)坯料尺寸之后,需要(yao)進行(xing)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)校核(he),檢查擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)是否在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)額(e)定(ding)(ding)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)范(fan)圍內。如擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)太小(xiao),則不能充分發揮(hui)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)能力(li)(li)(li)(li);如擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li)太大,超過擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)額(e)定(ding)(ding)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)(li):則無法實現產品(pin)的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過過程。在這兩種情況下,都(dou)必(bi)須重新進行(xing)坯料的(de)(de)選擇(ze)。
6. 選擇穿孔坯(pi)料
由于穿孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)的系(xi)(xi)列與(yu)擠壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)的系(xi)(xi)列相匹配,故擠壓(ya)(ya)坯(pi)料的直徑(jing)即(ji)為穿孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)的直徑(jing)。一些(xie)擠壓(ya)(ya)機組穿孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)與(yu)擠壓(ya)(ya)筒(tong)(tong)(tong)的配合情況列于表2-6。一般,穿孔(kong)(kong)坯(pi)料的直徑(jing)比穿孔(kong)(kong)筒(tong)(tong)(tong)最小(xiao)直徑(jing)小(xiao)1.5%~2.0%(約5mm~10mm)。
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。
德國 Schloemann公(gong)司的資(zi)料(liao)認為,對于(yu)擠壓空(kong)心坯(pi)的加工方法,取(qu)決于(yu)坯(pi)料(liao)內(nei)徑的大小(xiao)。一(yi)般(ban)對31.5MN擠壓機,空(kong)心坯(pi)的加工方法是(shi):內(nei)孔(kong)ф<50mm,采用鉆孔(kong);Φ=20~80mm,采用預(yu)鉆孔(kong)+熱擴(kuo)孔(kong);ф>50mm,采用熱穿孔(kong)(坯(pi)料(liao)長度/內(nei)徑<7)。
7. 穿孔(kong)坯(pi)料尺寸確定之后,還應該(gai)用鐓(dui)粗力(li)和穿孔(kong)力(li)的(de)計算(suan)公式,進行鐓(dui)粗力(li)和穿孔(kong)力(li)的(de)校核。