浙江至德鋼業有限公司在擠壓帶翼不銹鋼管時,局部的金屬有較大的不均勻變形,這就可能導致金屬斷裂,型材形狀充不滿或型材扭曲。因此,研究金屬流動的規律性對于工模具孔型設計具有重要意義。擠壓帶翼不銹鋼管時的金屬流動特性的研究借助于坐標網和組合坯料來進行。擠壓帶翼鋼管時,擠壓模入口在較寬范圍內變化,對變形區的分布和金屬在擠壓芯棒空隙里的徑向變形的大小不產生重大的影響。因此,模子錐角的大小應該以保證金屬流動不產生破裂為條件進行選擇。一般70°~80°被認為是最合適的。


圖3-12.jpg


 在異(yi)型(xing)芯棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)隙里金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)徑向流動(dong)(dong)在擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)里就(jiu)已經開始,并隨著向變(bian)形區的(de)(de)(de)(de)(de)靠(kao)近(jin)(jin)而(er)(er)增加(圖3-12)。延(yan)伸增大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)同時(shi)(shi),引(yin)起擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)中金(jin)(jin)屬流動(dong)(dong)壓(ya)(ya)(ya)力(li)增高,因而(er)(er)導致(zhi)過早充(chong)滿芯棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)異(yi)型(xing)空(kong)隙。采用碳素鋼(gang)擠壓(ya)(ya)(ya)帶(dai)內(nei)翼的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)時(shi)(shi),延(yan)伸系數取10~12,能保證(zheng)正常充(chong)滿翼的(de)(de)(de)(de)(de)形狀。如前所述,當擠壓(ya)(ya)(ya)光(guang)管(guan)時(shi)(shi),內(nei)層金(jin)(jin)屬超過外層金(jin)(jin)屬。如果在芯棒(bang)(bang)上也有(you)更接近(jin)(jin)于(yu)(yu)擠壓(ya)(ya)(ya)軸線分布的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)隙,則(ze)其(qi)不(bu)均勻(yun)(yun)流動(dong)(dong)層被加深(shen)(圖3-13)。在擠壓(ya)(ya)(ya)內(nei)翼布置不(bu)對稱的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)流動(dong)(dong)圖像原則(ze)上沒有(you)改變(bian)。尼科波爾(er)南方鋼(gang)管(guan)廠在擠壓(ya)(ya)(ya)鰭片管(guan)時(shi)(shi),研究(jiu)了帶(dai)外翼鋼(gang)管(guan)金(jin)(jin)屬流動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)特征,指出(chu)該過程的(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)是不(bu)均勻(yun)(yun)變(bian)形較(jiao)大(da)。這是由于(yu)(yu)制品和坯料的(de)(de)(de)(de)(de)幾何形狀沒有(you)相似之處引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)(yun)性,可由坐標網線橫向歪曲的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小來評(ping)定(ding)。


圖3-13.jpg   圖3-14.jpg


  擠壓(ya)(ya)(ya)模口在(zai)(zai)60°-90°間變(bian)(bian)化(hua),對變(bian)(bian)形(xing)(xing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)分布和(he)(he)沿管(guan)(guan)坯斷面(mian)(mian)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻,變(bian)(bian)形(xing)(xing)不(bu)(bu)發生重大(da)影(ying)響(圖(tu)(tu)3-14),縱向(xiang)坐(zuo)標網線在(zai)(zai)翼(yi)(yi)的(de)(de)(de)斷面(mian)(mian)上沿管(guan)(guan)子全長仍(reng)然是平行的(de)(de)(de),其間隔距離幾乎(hu)沒有變(bian)(bian)化(hua),這(zhe)就證實了(le)在(zai)(zai)此(ci)斷面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)徑(jing)向(xiang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)不(bu)(bu)大(da)。當擠壓(ya)(ya)(ya)單個圓(yuan)盤組成的(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯時,在(zai)(zai)翼(yi)(yi)的(de)(de)(de)空隙處(chu)出現(xian)局(ju)部(bu)區(qu)(qu)(qu)域(yu)性強烈變(bian)(bian)形(xing)(xing)(圖(tu)(tu)3-15(b))。在(zai)(zai)該區(qu)(qu)(qu)域(yu)內,金屬具有切(qie)向(xiang)流動(dong)。此(ci)為中止擠壓(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)翼(yi)(yi)帶(dai)和(he)(he)光(guang)管(guan)(guan)部(bu)分的(de)(de)(de)縱斷面(mian)(mian)低(di)倍磨片所證實(圖(tu)(tu)3-15(a)、圖(tu)(tu)3-15(b)。翼(yi)(yi)上局(ju)部(bu)區(qu)(qu)(qu)域(yu)的(de)(de)(de)高(gao)度(du)不(bu)(bu)超(chao)過變(bian)(bian)形(xing)(xing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)總高(gao)度(du)。在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)外(wai)表面(mian)(mian)上有同心小(xiao)槽(cao)的(de)(de)(de)坯料時,發現(xian)表面(mian)(mian)層金屬流動(dong)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻性。在(zai)(zai)圖(tu)(tu)上可明顯地看到(dao)翼(yi)(yi)的(de)(de)(de)金屬流動(dong)超(chao)前于光(guang)管(guan)(guan)部(bu)分。根(gen)據實驗結果(guo)組成了(le)擠壓(ya)(ya)(ya)帶(dai)外(wai)翼(yi)(yi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)金屬流動(dong)的(de)(de)(de)一(yi)般系統圖(tu)(tu)像,并考慮了(le)在(zai)(zai)橫斷面(mian)(mian)和(he)(he)縱斷面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻變(bian)(bian)形(xing)(xing)。


圖3-15.jpg 圖3-18.jpg


 從圖3-17可以看出(chu),線(xian)段(duan)AB和(he)(he)(he)(he)NK變形(xing)前分布(bu)在(zai)一個平面(mian)上,而在(zai)管(guan)(guan)(guan)子里其位置發生了明(ming)顯(xian)變化。B點(dian)和(he)(he)(he)(he)N點(dian)的(de)內層金(jin)屬(shu)超過(guo)了A點(dian)和(he)(he)(he)(he)K點(dian)的(de)外層金(jin)屬(shu),而且(qie)線(xian)段(duan)N'K'和(he)(he)(he)(he)NK之差遠大于線(xian)段(duan)A'R'和(he)(he)(he)(he)AB之差。這是由于不(bu)(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)光(guang)滑部分橫斷面(mian)上金(jin)屬(shu)流動的(de)不(bu)(bu)均(jun)勻性比帶翼(yi)部分大。不(bu)(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)外表(biao)面(mian)翼(yi)上的(de)點(dian)超過(guo)了相應的(de)光(guang)管(guan)(guan)(guan)部分的(de)點(dian)。碳(tan)素鋼擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)試驗中止坯料各(ge)斷面(mian)顯(xian)微磨片試樣所(suo)表(biao)現出(chu)的(de)圖像可以證(zheng)實變形(xing)的(de)不(bu)(bu)均(jun)勻性(圖3-18).在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)帶翼(yi)的(de)不(bu)(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)時(shi),金(jin)屬(shu)流動的(de)連(lian)續性和(he)(he)(he)(he)相對變形(xing)的(de)分布(bu)與擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)光(guang)管(guan)(guan)(guan)時(shi)沒有(you)原則(ze)上的(de)區別(bie)。實驗表(biao)明(ming),擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)不(bu)(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)和(he)(he)(he)(he)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)有(you)色金(jin)屬(shu)制品時(shi),金(jin)屬(shu)流動情況原則(ze)上一樣。