任何一種新的不銹鋼管材料在一定噸位的擠壓機上,生產規格范圍較廣的產品時,根據最佳擠壓溫度和允許的最佳變形量,編制擠壓工藝,對穩定擠壓工藝過程、保證產品質量和產量十分有益。
在現有(you)或(huo)新建的(de)(de)擠壓機上,對于試(shi)(shi)制(zhi)新材(cai)(cai)料的(de)(de)新產(chan)品和大量生產(chan)的(de)(de)老產(chan)品,通(tong)過試(shi)(shi)驗研究和經驗總結,繪制(zhi)出以延伸(shen)系(xi)數和坯料的(de)(de)加熱溫度(du)為(wei)坐(zuo)標(biao)的(de)(de)材(cai)(cai)料不(bu)銹鋼管(guan)可能的(de)(de)變形制(zhi)度(du)曲線,如(ru)圖5-1所(suo)示。
在一定的加熱溫度條件下,變形程度增大將引起坯料金屬流出壓力增加,而金屬流出壓力受到擠壓機能力或擠壓工模具強度的限制。隨著不(bu)銹鋼管坯料加熱溫度的升高,允許的變形程度增大,因此,曲線Ⅰ(1區域和2區域之間)是材料在一定的延伸系數和加熱溫度的條件下,材料的極限的允許擠壓力。曲線Ⅱ(1區域和3區域之間)是在絕熱條件下,因熱效應而使金屬溫度升高與部分晶界熔化的曲線。因此,1區域為產品質量令人滿意時的區域,2區域是超過允許壓力的區域,3區域是晶界熔化區域。
如果提高擠壓(ya)機的(de)擠壓(ya)能(neng)(neng)力(li)或(huo)擠壓(ya)工模(mo)(mo)具(ju)的(de)允許應力(li),1區域將會(hui)擴大(da),并且新(xin)的(de)曲線將受到各種具(ju)體條件(jian)的(de)限(xian)制(圖5-1(b),其(qi)中P1>P2>P3)。在(zai)擠壓(ya)變(bian)形過(guo)程中,部分(fen)熱(re)量(liang)用(yong)于熔化玻璃潤(run)滑劑、加熱(re)擠壓(ya)工模(mo)(mo)具(ju)和散發到周圍(wei)的(de)空間;其(qi)余(yu)則留(liu)在(zai)變(bian)形金屬內,用(yong)于提高坯料溫度。在(zai)其(qi)他條件(jian)相(xiang)同的(de)情(qing)(qing)況(kuang)下,留(liu)在(zai)變(bian)形金屬內的(de)熱(re)量(liang)與總熱(re)量(liang)的(de)比值與擠壓(ya)速(su)(su)度有關,其(qi)中可能(neng)(neng)有兩種極端的(de)情(qing)(qing)況(kuang):1. 當擠壓(ya)速(su)(su)度非常低時,變(bian)形熱(re)完全散發到周圍(wei)空間,即變(bian)形流動在(zai)等(deng)溫條件(jian)下進行;2. 當擠壓(ya)速(su)(su)度無限(xian)大(da)時,全部變(bian)形熱(re)都留(liu)在(zai)金屬內,并建立了絕熱(re)條件(jian)。實(shi)(shi)際上(shang)這(zhe)兩種極端條件(jian)是不存(cun)在(zai)的(de),因此實(shi)(shi)際情(qing)(qing)況(kuang)是在(zai)這(zhe)兩種極限(xian)情(qing)(qing)況(kuang)之間。
對現有的擠壓機,繪制用于各種鋼的變形制度曲線具有實用意義。尼科波爾南方鋼管廠的專家Г.И.Гуляeв(Г.И.古里亞耶夫)等通過研究,用計算法繪制了適用于該廠3150噸液壓擠壓機擠壓06Cr18Ni11Ti不銹鋼管時的所有品種的變形制度曲線。除此之外,對擠壓機的每一種尺寸的擠壓筒也都繪制了相應的曲線。在計算和繪制各種材料的變形制度曲線時,需根據具體情況采用不同的限制條件。尼科波爾南方鋼管廠采用的限制因素為:
1. 擠壓(ya)(ya)(ya)機的名義擠壓(ya)(ya)(ya)力或(huo)擠壓(ya)(ya)(ya)桿上(shang)的應力不(bu)大于1100MPa;
2. 擠壓不銹鋼管材料的(de)晶(jing)粒開始(shi)熔化溫度(du)為1325℃;
3. 擠壓不(bu)銹鋼管材(cai)(cai)料(liao)在變(bian)(bian)(bian)形(xing)過(guo)程(cheng)(cheng)中和變(bian)(bian)(bian)形(xing)終了的(de)溫度(du)較高,使奧氏體晶粒長大。由于材(cai)(cai)料(liao)在加熱和冷(leng)卻過(guo)程(cheng)(cheng)中沒有(you)發生(sheng)相(xiang)變(bian)(bian)(bian),在冷(leng)卻時材(cai)(cai)料(liao)的(de)晶粒度(du)不(bu)變(bian)(bian)(bian),因(yin)此,對于其用于再加工(冷(leng)加工)的(de)商品管坯料(liao)的(de)加熱溫度(du)為1220℃。
為了判斷在繪制(zhi)(zhi)變(bian)形制(zhi)(zhi)度(du)曲(qu)線(xian)(xian)時(shi)采用的(de)(de)假設(she)(she)是否正(zheng)確,尼科波爾南方不(bu)銹鋼管廠用06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼坯料進行了一系列的(de)(de)擠(ji)壓(ya)試驗(yan),包括設(she)(she)定(ding)準確的(de)(de)加熱(re)溫度(du)和(he)擠(ji)壓(ya)力(li),以及(ji)坯料的(de)(de)加熱(re)溫度(du)和(he)延伸系數(shu)在比較寬(kuan)的(de)(de)范圍(wei)內變(bian)化等。將試驗(yan)結果與計算數(shu)據進行比較,制(zhi)(zhi)定(ding)保證(zheng)商品管和(he)再(zai)加工(gong)不(bu)銹鋼管質量的(de)(de)變(bian)形制(zhi)(zhi)度(du)曲(qu)線(xian)(xian)。3150噸擠(ji)壓(ya)機ф190mm擠(ji)壓(ya)筒(tong)在不(bu)同擠(ji)壓(ya)力(li)的(de)(de)條件下(xia),擠(ji)壓(ya)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹鋼管時(shi)可能的(de)(de)變(bian)形制(zhi)(zhi)度(du)曲(qu)線(xian)(xian)如圖5-2所示。