目前對于不銹鋼管擠壓消耗量最大的工模具是擠壓模的孔型設計存有以下兩種基本觀點:
1. 擠壓模的孔型設計以保證最低的擠壓力為出發點;
2. 擠壓(ya)模(mo)的孔(kong)型設計以(yi)保證(zheng)成(cheng)品(pin)橫斷面上金屬顆粒流(liu)速的最低(di)不均勻(yun)性原則為出發點。以(yi)此來確定擠壓(ya)模(mo)的基(ji)本形式的基(ji)本參(can)數-擠壓(ya)模(mo)內孔(kong)的中心(xin)線和錐(zhui)體母體之間(jian)的錐(zhui)角α(入口錐(zhui)角)。
俄羅斯普羅佐羅夫的(de)(de)研究指出(chu),擠壓模(mo)的(de)(de)入(ru)口錐角(jiao)度(du)和定徑帶的(de)(de)寬度(du)對(dui)擠壓力的(de)(de)影響不大。因此(ci),在(zai)設計擠壓模(mo)時,應以獲得不形(xing)成“停滯區”缺陷的(de)(de)優質制品(pin)為出(chu)發點。
為了預防“停滯(zhi)區”的形成,有人認為,擠壓模錐角應(ying)為α=60°。但(dan)是使用硅酸鹽作為潤滑劑時,要求從調(diao)節進入變形區潤滑劑的數量(liang)的可(ke)能性方面來(lai)考慮擠壓模的孔型設計。
浙江至德鋼業有限公司技術人員內則指出,擠壓不銹(xiu)鋼管的外表面質量取決于變形區內潤滑劑的數量。潤滑劑不足時,會導致劃傷,而潤滑劑過剩時,會引起鋼管表面缺陷。他提出采用特殊結構的擠壓模設計來調整變形區的潤滑劑層的厚度,并推薦采用“雙重擠壓模”,即擠壓模的第一個直徑比第二個直徑大出1.5mm,使多余的潤滑劑留在擠壓模1之間的環形溝槽內,以及能保持潤滑劑在錐形部分具有集中溝槽的擠壓模2內。但是,尼科波爾南方不銹鋼管廠(chang)古里亞耶夫認為,浙江溫州不銹鋼管廠家推薦的雙重擠壓模在生產條件下不可能有效。
在(zai)(zai)美國專(zhuan)利No.2907457、No.2971644中,波·科克斯指出,擠(ji)壓模的入口錐(zhui)(zhui)(zhui)度對擠(ji)壓制品的表面(mian)質(zhi)(zhi)量有影響。因此,他研究了在(zai)(zai)使用(yong)不同的玻(bo)璃(li)潤滑劑(ji)時(shi),擠(ji)壓模入口錐(zhui)(zhui)(zhui)度對擠(ji)壓不銹鋼管的質(zhi)(zhi)量影響。通過(guo)具有入口錐(zhui)(zhui)(zhui)角為67.5°、60°、45°和90°(平(ping)面(mian)模)的擠(ji)壓模及其相應的玻(bo)璃(li)墊(dian)進行試驗(yan)的結果表明,使用(yong)平(ping)面(mian)模時(shi),能保(bao)證得(de)到(dao)外(wai)表面(mian)在(zai)(zai)全長(chang)上比較一致質(zhi)(zhi)量的管材。而入口錐(zhui)(zhui)(zhui)角為60°、67.5°、90°的擠(ji)壓模進行擠(ji)壓時(shi),擠(ji)壓力的區別不大(相差在(zai)(zai)5%~10%范(fan)圍內)。
當(dang)采用α≤45°的(de)擠(ji)壓(ya)模時(shi),如果潤(run)滑墊(dian)的(de)形狀(zhuang)與(yu)擠(ji)壓(ya)模的(de)入(ru)口形狀(zhuang)相似(si),則(ze)由于坯(pi)料(liao)端(duan)部(bu)在(zai)擠(ji)壓(ya)開始時(shi)頂(ding)壞和(he)頂(ding)出(chu)潤(run)滑墊(dian),或(huo)者是坯(pi)料(liao)前(qian)尖(jian)端(duan)的(de)快速冷卻,會使(shi)擠(ji)壓(ya)過程的(de)進行遇(yu)到(dao)困難。
采用α=90°的(de)(de)擠(ji)壓模時潤滑劑(ji)能(neng)均勻流(liu)入,是(shi)因為當(dang)連續擠(ji)壓時,能(neng)成定并壓授和擠(ji)壓筒內襯配合區域(yu)多(duo)余的(de)(de)潤滑劑(ji)在平面模上能(neng)夠(gou)為其(qi)提供更多(duo)約能(neng)的(de)(de)排擠(ji)條件。
當(dang)采用平面(mian)(mian)模(mo)時,只有(you)同時使用具有(you)最佳黏度的玻璃潤滑(hua)劑(ji)(ji),才能獲得具有(you)高表面(mian)(mian)質(zhi)量(liang)的擠壓制品。對(dui)各(ge)種黏度的玻璃潤滑(hua)劑(ji)(ji)的試(shi)驗研(yan)究表明,玻璃潤滑(hua)劑(ji)(ji)過度的熔(rong)化或者(zhe)由于低(di)黏度引起(qi)的潤滑(hua)劑(ji)(ji)的屏幕特性(xing)不(bu)足,也會導致無論是(shi)錐形模(mo)還是(shi)平面(mian)(mian)模(mo)擠壓后不(bu)銹鋼管表面(mian)(mian)質(zhi)量(liang)的惡(e)化。
采(cai)用平(ping)面(mian)擠(ji)壓模(mo)(mo)時,同(tong)時要求遵守(shou)當擠(ji)壓時防止在(zai)擠(ji)壓模(mo)(mo)和擠(ji)壓筒(tong)配合區內發生金屬環狀缺口。試驗(yan)表明,最有(you)效的(de)是采(cai)用復合擠(ji)壓模(mo)(mo),即“平(ping)-錐擠(ji)壓模(mo)(mo)”,其錐形部(bu)分的(de)角度為(wei)45°~60°,以(yi)便保持(chi)其平(ping)面(mian)部(bu)分的(de)寬度在(zai)20~22mm范圍內( 圖 4 -16)。
由于使(shi)用了玻璃(li)潤(run)滑(hua)劑,在(zai)過(guo)渡圓柱形定徑帶部(bu)分處的(de)圓角(jiao)半徑的(de)變化受到限制。該半徑的(de)過(guo)量(liang)減小會(hui)影響潤(run)滑(hua)劑的(de)工作條件,因為(wei)在(zai)銳角(jiao)邊(bian)緣處更有可(ke)(ke)(ke)能(neng)破壞(huai)潤(run)滑(hua)薄膜的(de)密(mi)實性。圓角(jiao)半徑的(de)增(zeng)加,會(hui)伴(ban)隨擠(ji)壓(ya)(ya)模高度的(de)增(zeng)加,而導致(zhi)擠(ji)壓(ya)(ya)模的(de)過(guo)量(liang)消耗。當(dang)使(shi)用直徑為(wei)140~250mm的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)筒擠(ji)壓(ya)(ya)時,最可(ke)(ke)(ke)行的(de)圓角(jiao)半徑可(ke)(ke)(ke)以(yi)認為(wei)是8~10mm。