擠壓法可以生產各種各樣的不銹鋼管產品,擠壓鋼管產品斷面的高精度及其斷面的穩定性,需要大量高壽命和形狀相對穩定的工模具。在設計工模具時,必須先仔細地對全套工模具進行計算。因為,往往由于工模具的結構考慮得不夠周密,以及全套工模具裝配不當,導致工模具過早損壞,從而將大大增加產品的成本。尤其是擠壓不銹鋼(gang)管和高鎳合金的管材和型材時,無論是溫度制度方面,還是在坯料形變時的應力承受方面,擠壓工模具的工況條件都是極其嚴酷的,具體來說:
1. 擠壓工(gong)模(mo)具(ju)不(bu)同的工(gong)況(kuang)條件(jian)對其材(cai)質(zhi)、熱處理以及結構形狀都提(ti)出了(le)不(bu)同的要求。不(bu)銹鋼管擠壓工(gong)模(mo)具(ju)的材(cai)質(zhi)應(ying)能承受工(gong)作時在高壓下溫度(du)的急劇變(bian)化,周期性的加熱到高溫,隨(sui)后(hou)又(you)快速(su)地冷(leng)卻和負荷沖擊性下降(jiang)的工(gong)況(kuang)條件(jian)。
2. 在(zai)大(da)多(duo)數情況(kuang)下,擠壓(ya)過程(cheng)是不平穩的(de)(de),擠壓(ya)工模(mo)(mo)具(ju)上(shang)的(de)(de)沖擊負荷要(yao)求(qiu)制造工模(mo)(mo)具(ju)的(de)(de)材(cai)料(liao)具(ju)有(you)高的(de)(de)沖擊韌性,但這與高硬度的(de)(de)要(yao)求(qiu)又相矛盾,則沖擊韌性反而(er)會降低擠壓(ya)工模(mo)(mo)具(ju)的(de)(de)壽命。
3. 在擠壓(ya)過(guo)程中,工(gong)模具中的一些部(bu)件(jian)被加(jia)熱到700~800℃的溫度,并在這一溫度下進行水冷或氣(qi)冷。
4. 擠壓(ya)筒(tong)、芯棒和擠壓(ya)模的(de)工(gong)(gong)況條件尤其(qi)嚴酷,沿被加熱(re)的(de)擠壓(ya)筒(tong)內襯的(de)長度上,經常作(zuo)用有強烈的(de)、不均勻(yun)的(de)高(gao)(gao)溫坯料與內襯擠壓(ya)筒(tong)壁(bi)之間(jian)的(de)接(jie)觸摩擦力(li),高(gao)(gao)的(de)徑向壓(ya)力(li),該徑向壓(ya)力(li)隨后又沖(chong)擊性的(de)下降(jiang)。同時(shi),冷(leng)空氣或水通過擠壓(ya)筒(tong)內襯的(de)孔(kong)腔,使(shi)擠壓(ya)筒(tong)內襯受(shou)到強烈地冷(leng)卻(que)。在所有這些(xie)工(gong)(gong)況條件下,在擠壓(ya)筒(tong)的(de)材(cai)料中產生了熱(re)超應力(li),并且導致金(jin)屬(shu)材(cai)料迅速疲(pi)勞(lao),使(shi)擠壓(ya)筒(tong)內襯很(hen)快產生破(po)裂(lie)或磨(mo)損(sun)而損(sun)壞。
5. 往往工(gong)作(zuo)(zuo)得很好的(de)芯棒,由于不(bu)(bu)良的(de)操作(zuo)(zuo),在高壓(ya)和坯料加熱(re)不(bu)(bu)足(zu)的(de)情(qing)況下(xia)進行擠(ji)壓(ya)而遭(zao)到破(po)壞。原(yuan)因為坯料加熱(re)不(bu)(bu)足(zu)而導致(zhi)擠(ji)壓(ya)力急劇上升(sheng)。實際上,這種由于不(bu)(bu)良的(de)操作(zuo)(zuo)而導致(zhi)擠(ji)壓(ya)工(gong)模具損(sun)壞的(de)現(xian)象是可(ke)以(yi)避免的(de)。
6. 不(bu)銹鋼管擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)工模具(ju)(ju)因長時(shi)(shi)間(jian)停留在(zai)1100℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高溫區,而使(shi)其壽命(ming)大大降低。因此(ci),在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)工藝和設(she)備設(she)計時(shi)(shi),必須力求縮短擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian),尤其是純擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian),應(ying)盡量控制在(zai)3~4s之內完成。可見對擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)純擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)控制,并(bing)不(bu)是擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)生產率(lv)的(de)(de)需(xu)要,而是擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)工模具(ju)(ju)使(shi)用壽命(ming)的(de)(de)要求。
7. 采用含W和(he)Mo元素的耐(nai)熱鋼來制(zhi)造工模具時,這類鋼通(tong)常(chang)是導熱性能(neng)比較差。因此,在溫度急劇升高時產(chan)生的熱沖擊負荷,可(ke)能(neng)導致工模具的破壞。為此,工模具在使用前的預熱極為重(zhong)要。
8. 應了解工模具在使用時的硬度情況,因為工模具不正確的預熱可能導致其脆性破壞。此外,還必須考慮工模具的配置情況、工模具的尺寸以及有時其結構隨著擠壓不銹鋼坯料(liao)的尺寸和產品的尺寸的改變而變化的情況。
由此可見,工模(mo)具材料(liao)的(de)(de)選擇是根據(ju)擠壓一定(ding)材料(liao)時的(de)(de)擠壓速(su)度條件(jian)、加熱溫度制(zhi)(zhi)度、坯料(liao)金屬的(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)、擠壓產(chan)品(pin)的(de)(de)形(xing)狀(zhuang)、潤滑情況和工模(mo)具被(bei)冷(leng)卻的(de)(de)可能性(xing)(xing)等因素進行的(de)(de)。而制(zhi)(zhi)造工模(mo)具時,正確(que)的(de)(de)不銹鋼管機加工工藝及熱處理制(zhi)(zhi)度對工模(mo)具的(de)(de)使(shi)用壽命影響極大,其工藝制(zhi)(zhi)度的(de)(de)擬訂起著(zhu)決定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)作用。
因此(ci),在設計不(bu)銹鋼(gang)管(guan)擠壓工(gong)(gong)模(mo)具的(de)形狀、計算其(qi)強(qiang)度和選擇(ze)其(qi)材(cai)料時,必須考慮到工(gong)(gong)模(mo)具各(ge)種不(bu)同的(de)工(gong)(gong)況條件。

