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(bu)銹鋼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(ji)(ji)壓工(gong)模(mo)具不(bu)(bu)同(tong)的(de)工(gong)況條件(jian)對其材(cai)質、熱處理以及結(jie)構形(xing)狀都提出(chu)了不(bu)(bu)同(tong)的(de)要求。不(bu)(bu)銹鋼管擠(ji)(ji)壓工(gong)模(mo)具的(de)材(cai)質應能承受工(gong)作時(shi)在高(gao)壓下(xia)溫度的(de)急(ji)劇(ju)變化,周期性(xing)的(de)加熱到高(gao)溫,隨后又快速地(di)冷卻和負荷(he)沖(chong)擊性(xing)下(xia)降(jiang)的(de)工(gong)況條件(jian)。


  2. 在大多數情(qing)況下,擠(ji)壓過(guo)程是不平穩的(de)(de)(de),擠(ji)壓工模具(ju)上(shang)的(de)(de)(de)沖(chong)(chong)擊負荷(he)要(yao)求(qiu)制造(zao)工模具(ju)的(de)(de)(de)材(cai)料具(ju)有高(gao)的(de)(de)(de)沖(chong)(chong)擊韌性(xing),但(dan)這與高(gao)硬度的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)又相矛盾,則沖(chong)(chong)擊韌性(xing)反(fan)而會降低擠(ji)壓工模具(ju)的(de)(de)(de)壽命。


  3. 在擠壓過程中,工模具中的一些部件被(bei)加(jia)熱到700~800℃的溫度(du),并在這一溫度(du)下進行水冷或(huo)氣冷。


  4. 擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)、芯棒和擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模的(de)(de)工況條件尤其嚴(yan)酷(ku),沿被加熱的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內襯的(de)(de)長(chang)度上,經常作用有強(qiang)烈的(de)(de)、不均勻的(de)(de)高(gao)溫坯(pi)料(liao)與內襯擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)壁之間的(de)(de)接觸摩擦力(li),高(gao)的(de)(de)徑向(xiang)壓(ya)力(li),該(gai)徑向(xiang)壓(ya)力(li)隨后又沖擊(ji)性的(de)(de)下降。同時,冷(leng)空(kong)氣(qi)或(huo)水通(tong)過擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內襯的(de)(de)孔腔,使擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內襯受到強(qiang)烈地冷(leng)卻(que)。在所有這(zhe)些工況條件下,在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)的(de)(de)材料(liao)中產生(sheng)了熱超應力(li),并(bing)且導致金屬材料(liao)迅速(su)疲勞(lao),使擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)內襯很快產生(sheng)破裂或(huo)磨損而損壞(huai)。


  5. 往往工作(zuo)得很好的芯棒,由于(yu)不(bu)(bu)良的操作(zuo),在高壓和坯料(liao)加熱不(bu)(bu)足的情況(kuang)下進行(xing)擠(ji)壓而(er)遭到破壞。原因(yin)為坯料(liao)加熱不(bu)(bu)足而(er)導(dao)致擠(ji)壓力急劇上(shang)(shang)升。實際上(shang)(shang),這種由于(yu)不(bu)(bu)良的操作(zuo)而(er)導(dao)致擠(ji)壓工模具(ju)損(sun)壞的現象(xiang)是(shi)可(ke)以避免的。


  6. 不銹鋼管擠(ji)(ji)壓(ya)工模具因長時(shi)間(jian)停留在(zai)1100℃以上的高溫區(qu),而(er)使其壽命(ming)(ming)大大降(jiang)低。因此,在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)工藝和設備設計(ji)時(shi),必須力求(qiu)縮短擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)間(jian),尤其是純擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)間(jian),應盡量(liang)控制在(zai)3~4s之內完成。可見(jian)對擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)純擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)間(jian)的控制,并不是擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)生產率的需要,而(er)是擠(ji)(ji)壓(ya)工模具使用壽命(ming)(ming)的要求(qiu)。


  7. 采用含W和Mo元素(su)的(de)耐熱(re)(re)(re)鋼來(lai)制造工(gong)模(mo)具時,這(zhe)類鋼通常是導(dao)熱(re)(re)(re)性能比(bi)較差。因此,在溫(wen)度急劇(ju)升高時產生的(de)熱(re)(re)(re)沖擊負荷(he),可(ke)能導(dao)致(zhi)工(gong)模(mo)具的(de)破壞(huai)。為此,工(gong)模(mo)具在使用前的(de)預熱(re)(re)(re)極為重要(yao)。


  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(xiu)鋼坯料的尺寸和產品的尺寸的改變而變化的情況。


  由此可見,工模具(ju)材(cai)料(liao)的(de)(de)選(xuan)擇是根據(ju)擠壓(ya)(ya)一定(ding)材(cai)料(liao)時的(de)(de)擠壓(ya)(ya)速(su)度(du)條件、加熱(re)溫度(du)制度(du)、坯料(liao)金(jin)屬的(de)(de)塑性、擠壓(ya)(ya)產品的(de)(de)形狀(zhuang)、潤滑情況和工模具(ju)被冷卻的(de)(de)可能性等(deng)因素進行的(de)(de)。而(er)制造工模具(ju)時,正確的(de)(de)不銹(xiu)鋼管機(ji)加工工藝(yi)及熱(re)處理(li)制度(du)對工模具(ju)的(de)(de)使用壽命影響極大,其工藝(yi)制度(du)的(de)(de)擬(ni)訂起(qi)著決定(ding)性的(de)(de)作用。


因此,在設計(ji)不(bu)銹鋼管擠壓工(gong)模具(ju)的(de)形狀、計(ji)算(suan)其(qi)強度和選擇其(qi)材料時(shi),必須考慮到工(gong)模具(ju)各種不(bu)同的(de)工(gong)況條(tiao)件(jian)。