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(gang)管(guan)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(zai)異型芯棒的空(kong)隙里(li)(li)金屬(shu)(shu)的徑向(xiang)流(liu)動(dong)在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒里(li)(li)就(jiu)已經開始(shi),并隨著向(xiang)變(bian)(bian)形(xing)(xing)區的靠近而增加(圖3-12)。延伸(shen)增大(da)(da)的同(tong)時,引起擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒中金屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)壓(ya)(ya)力增高,因而導致過早(zao)充(chong)滿芯棒的異型空(kong)隙。采用碳素鋼(gang)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)帶內(nei)(nei)翼(yi)的鋼(gang)管時,延伸(shen)系數取10~12,能(neng)保證正常充(chong)滿翼(yi)的形(xing)(xing)狀。如前(qian)所(suo)述(shu),當擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)光(guang)管時,內(nei)(nei)層(ceng)金屬(shu)(shu)超(chao)過外(wai)(wai)層(ceng)金屬(shu)(shu)。如果在(zai)芯棒上也(ye)有(you)(you)更接近于擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)軸線分布的空(kong)隙,則其不(bu)(bu)均勻(yun)流(liu)動(dong)層(ceng)被(bei)加深(shen)(圖3-13)。在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)內(nei)(nei)翼(yi)布置(zhi)不(bu)(bu)對稱的鋼(gang)管時,金屬(shu)(shu)的流(liu)動(dong)圖像原則上沒(mei)有(you)(you)改變(bian)(bian)。尼科波(bo)爾南方鋼(gang)管廠在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)鰭片管時,研究了(le)帶外(wai)(wai)翼(yi)鋼(gang)管金屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)的特征,指出(chu)該(gai)過程的特點是(shi)(shi)不(bu)(bu)均勻(yun)變(bian)(bian)形(xing)(xing)較大(da)(da)。這是(shi)(shi)由于制品和坯(pi)料的幾(ji)何形(xing)(xing)狀沒(mei)有(you)(you)相似之處引起的變(bian)(bian)形(xing)(xing)的不(bu)(bu)均勻(yun)性,可(ke)由坐標網線橫向(xiang)歪曲(qu)的大(da)(da)小來評定(ding)。


圖3-13.jpg   圖3-14.jpg


  擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模口在(zai)(zai)(zai)(zai)60°-90°間變(bian)化,對變(bian)形(xing)區(qu)的(de)(de)(de)分(fen)布和(he)沿管(guan)(guan)(guan)坯斷(duan)(duan)面的(de)(de)(de)不(bu)均勻,變(bian)形(xing)不(bu)發生重大影響(圖3-14),縱(zong)向坐(zuo)標(biao)網線在(zai)(zai)(zai)(zai)翼的(de)(de)(de)斷(duan)(duan)面上沿管(guan)(guan)(guan)子全(quan)長(chang)仍(reng)然是平(ping)行的(de)(de)(de),其(qi)間隔距(ju)離(li)幾乎(hu)沒有(you)變(bian)化,這就(jiu)證實(shi)(shi)了(le)(le)在(zai)(zai)(zai)(zai)此斷(duan)(duan)面上的(de)(de)(de)徑向變(bian)形(xing)不(bu)大。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)單個圓(yuan)盤(pan)組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)坯時,在(zai)(zai)(zai)(zai)翼的(de)(de)(de)空隙(xi)處出現局部(bu)區(qu)域(yu)性(xing)強烈變(bian)形(xing)(圖3-15(b))。在(zai)(zai)(zai)(zai)該區(qu)域(yu)內,金屬(shu)(shu)具有(you)切向流動(dong)(dong)。此為中止擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)翼帶(dai)和(he)光管(guan)(guan)(guan)部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)縱(zong)斷(duan)(duan)面低倍(bei)磨片所證實(shi)(shi)(圖3-15(a)、圖3-15(b)。翼上局部(bu)區(qu)域(yu)的(de)(de)(de)高度(du)不(bu)超過變(bian)形(xing)區(qu)的(de)(de)(de)總高度(du)。在(zai)(zai)(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)外表(biao)面上有(you)同心小槽(cao)的(de)(de)(de)坯料(liao)時,發現表(biao)面層金屬(shu)(shu)流動(dong)(dong)的(de)(de)(de)不(bu)均勻性(xing)。在(zai)(zai)(zai)(zai)圖上可明顯(xian)地看到翼的(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)流動(dong)(dong)超前于光管(guan)(guan)(guan)部(bu)分(fen)。根(gen)據實(shi)(shi)驗結果(guo)組(zu)成(cheng)了(le)(le)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)帶(dai)外翼不(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)金屬(shu)(shu)流動(dong)(dong)的(de)(de)(de)一般(ban)系統圖像,并考(kao)慮了(le)(le)在(zai)(zai)(zai)(zai)橫斷(duan)(duan)面和(he)縱(zong)斷(duan)(duan)面上的(de)(de)(de)不(bu)均勻變(bian)形(xing)。


圖3-15.jpg 圖3-18.jpg


 從圖3-17可以看(kan)出,線段AB和NK變(bian)形前分(fen)布在一(yi)個平面(mian)上(shang)(shang),而在管(guan)子里其位置發生(sheng)了明顯(xian)變(bian)化。B點(dian)和N點(dian)的(de)內層金(jin)(jin)屬(shu)(shu)超過了A點(dian)和K點(dian)的(de)外(wai)層金(jin)(jin)屬(shu)(shu),而且(qie)線段N'K'和NK之(zhi)差(cha)遠大于(yu)線段A'R'和AB之(zhi)差(cha)。這是由于(yu)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)光(guang)滑部(bu)分(fen)橫斷面(mian)上(shang)(shang)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流動的(de)不(bu)(bu)均勻(yun)性比帶翼(yi)(yi)部(bu)分(fen)大。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)外(wai)表面(mian)翼(yi)(yi)上(shang)(shang)的(de)點(dian)超過了相應的(de)光(guang)管(guan)部(bu)分(fen)的(de)點(dian)。碳素鋼(gang)擠壓試驗(yan)中止坯料各斷面(mian)顯(xian)微磨片(pian)試樣所表現出的(de)圖像可以證實(shi)變(bian)形的(de)不(bu)(bu)均勻(yun)性(圖3-18).在擠壓帶翼(yi)(yi)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流動的(de)連續性和相對(dui)變(bian)形的(de)分(fen)布與擠壓光(guang)管(guan)時(shi)(shi)沒有(you)(you)原(yuan)(yuan)則上(shang)(shang)的(de)區別。實(shi)驗(yan)表明,擠壓不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)和擠壓有(you)(you)色金(jin)(jin)屬(shu)(shu)制品時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流動情況原(yuan)(yuan)則上(shang)(shang)一(yi)樣。