不銹鋼(gang)管擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)置于(yu)坯(pi)料和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)之間,起(qi)著保護擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)的(de)作用,使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)不與高溫坯(pi)料直(zhi)接接觸,以免擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)受到高溫坯(pi)料的(de)熱(re)影響(xiang)。并且(qie),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒及擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)芯(xin)棒(bang)之間的(de)精(jing)確配合,減輕了擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)前進時的(de)摩(mo)擦力和磨損,同時也防止了金(jin)屬黏(nian)結在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)上,使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)和壓(ya)(ya)(ya)(ya)余的(de)分離更加容易進行。


  在不銹鋼管擠壓過程中,擠壓墊承受高的壓縮應力,受到強烈的熱作用,使擠壓墊的工作溫度達到600~800℃.


 當擠壓墊在擠壓筒中移動時,擠壓墊的側表面由于滑動的結果而發生摩擦,擠壓墊的前端面和側表面的邊緣受到最強烈的高溫加熱。在擠壓的結束階段,擠壓墊側面的尖銳邊緣磨損特別明顯,并且,在擠壓墊的前端面也發生磨損。當擠壓墊側面尖銳邊緣發生變形,不銹(xiu)鋼(gang)管進入擠壓筒和擠壓墊的間隙中,楔住擠壓墊,擠壓墊再向擠壓金屬的變形區移動并陷入金屬變形錐“死區”內時,將進一步加劇擠壓墊邊緣的損壞。因此,一般都將擠壓墊的邊緣做成帶有一定曲率半徑的圓弧形狀。而擠壓墊前端平面的磨損,一般與坯料金屬外層沿擠壓墊從邊緣向中心的流動的溫度和速度條件有關。



1. 擠壓(ya)墊的(de)種(zhong)類和結構形式


  擠(ji)壓墊的(de)結構(gou)主(zhu)要有在(zai)擠(ji)壓實心型(xing)材(cai)時(shi)用(yong)的(de)整(zheng)體型(xing)擠(ji)壓墊和在(zai)擠(ji)壓鋼管及(ji)空心型(xing)材(cai)時(shi)用(yong)的(de)帶有芯棒孔的(de)擠(ji)壓墊兩種。


  另外,擠(ji)壓墊按其在擠(ji)壓時和擠(ji)壓桿的(de)連(lian)接(jie)(jie)形式又(you)有與(yu)擠(ji)壓桿牢(lao)固連(lian)接(jie)(jie)和沒有連(lian)接(jie)(jie)呈自由狀(zhuang)態的(de)擠(ji)壓墊兩種。


  借(jie)助于(yu)連接螺紋和擠壓桿(gan)牢(lao)固連接的擠壓墊(dian),通常用于(yu)小型擠壓機或立式機械擠壓機上。這(zhe)種(zhong)擠壓墊(dian)也稱(cheng)為(wei)桿(gan)頭(tou),可連續使用直至磨損或破壞(huai)。


  和擠(ji)壓桿沒有任何固定連接,完全(quan)呈自由狀態的擠(ji)壓墊(dian),在現(xian)代大型臥式(shi)擠(ji)壓機上(shang)一般(ban)都采用這種類型的擠(ji)壓墊(dian)。而且(qie)使(shi)用時往往采用由5~8個擠(ji)壓墊(dian)組成(cheng)一組的套墊(dian)輪流使(shi)用。這樣(yang),在使(shi)用過程中可以通過空(kong)氣或水浴進行冷卻,使(shi)擠(ji)壓墊(dian)的工作溫(wen)度保持在150~200℃.提高了擠(ji)壓墊(dian)的使(shi)用壽命。


  按照擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)結構形(xing)狀,可分(fen)為平墊(dian)(dian)、錐形(xing)墊(dian)(dian)、凹形(xing)墊(dian)(dian)和帶溝(gou)槽(cao)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)等五種結構形(xing)狀,如圖(tu)(tu)7-45和圖(tu)(tu)7-46所示。圖(tu)(tu)7-46所示為一般臥式管(guan)型材擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機采(cai)(cai)用的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)結構形(xing)式。為了減(jian)小擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)與(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)內襯之間(jian)的(de)(de)(de)(de)接觸表面,采(cai)(cai)用帶溝(gou)槽(cao)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(圖(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)7-46(d));為了減(jian)小擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)余料的(de)(de)(de)(de)厚度,將擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)前端面做成(cheng)具有與(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模形(xing)狀相適(shi)應的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀(圖(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)7-46(d))的(de)(de)(de)(de)錐形(xing)墊(dian)(dian);在要(yao)求(qiu)實現沒有擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)縮尾的(de)(de)(de)(de)條件下(xia),采(cai)(cai)用帶有凸(tu)形(xing)端面的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(圖(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)7-46(e));為了防止在切壓(ya)(ya)(ya)(ya)余前,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)和壓(ya)(ya)(ya)(ya)余過早分(fen)離,采(cai)(cai)用圓周(zhou)刻槽(cao)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)(圖(tu)(tu)7-45(b)).


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  帶有(you)溝槽的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)除了避免高(gao)溫坯(pi)料(liao)對于(yu)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)熱作(zuo)用(yong),以及與(yu)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)芯棒的(de)(de)(de)(de)(de)緊密配(pei)合,降低了擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)對擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒內壁的(de)(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)力(li),減小了擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)磨損(sun),并(bing)防止壓(ya)(ya)余(yu)黏在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)上(shang)之外,更(geng)主要的(de)(de)(de)(de)(de)是在自動化控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機上(shang),防止壓(ya)(ya)余(yu)和(he)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)過早地自動分離(li)(li),而使擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)結束(shu)后(hou)壓(ya)(ya)余(yu)緊貼在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)座上(shang),導(dao)致(zhi)當擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒回程50m時(shi),無法帶離(li)(li)壓(ya)(ya)余(yu)并(bing)為壓(ya)(ya)余(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)鋸切(qie)留出(chu)下鋸的(de)(de)(de)(de)(de)空間,而影響到擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機自動化操作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)連續進行。采用(yong)帶溝槽的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian),能有(you)效(xiao)地防止壓(ya)(ya)余(yu)和(he)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)過早分離(li)(li)。


  在(zai)設(she)計帶溝槽的(de)(de)(de)擠壓(ya)墊(dian)時,溝槽的(de)(de)(de)深度(du)(du)和個數應(ying)適當。溝槽的(de)(de)(de)個數太多和深度(du)(du)太深,都(dou)會導(dao)致壓(ya)余和擠壓(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)分離(li)困難;而溝槽的(de)(de)(de)數量太少(shao),或深度(du)(du)太淺,則無(wu)法達到應(ying)有的(de)(de)(de)效果。



2. 擠壓墊的設(she)計(ji)


  擠(ji)壓(ya)(ya)墊的主要工(gong)(gong)藝尺寸是其工(gong)(gong)作直徑和高度。擠(ji)壓(ya)(ya)墊的工(gong)(gong)作直徑d,取擠(ji)壓(ya)(ya)筒內襯(chen)的直徑Dk減去工(gong)(gong)藝間隙a之(zhi)差值,即:  d=Dk-a


 a 的大小取決于Dk和擠壓金屬的σt,可以在0.10~2.00mm之間變化。


  擠壓(ya)墊的高度h為:  h≤d


  在設(she)計計算(suan)時,方(fang)法同擠(ji)壓桿壓縮端(duan)面的(de)(de)計算(suan)。允許的(de)(de)單位壓應(ying)力(li)是相應(ying)熱強度(du)鋼(gang)的(de)(de)屈服極限或其強度(du)極限的(de)(de)0.90~0.95倍,對于有大(da)孔的(de)(de)大(da)型(xing)擠(ji)壓墊,計算(suan)時同時要考慮薄片(pian)的(de)(de)公式進行(xing)彎曲強度(du)校核。


  根據經(jing)驗,擠壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)(de)尺寸(cun)可根據擠壓(ya)(ya)(ya)筒和芯(xin)棒來決定。擠壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)和擠壓(ya)(ya)(ya)筒之間(jian)的(de)(de)(de)間(jian)隙(xi)取0.5~1.5mm;擠壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)和芯(xin)棒之間(jian)的(de)(de)(de)間(jian)隙(xi)取0.5~2.0mm,盡可能取小值,這是保證鋼管(guan)壁(bi)厚均勻的(de)(de)(de)措施之一(yi),但間(jian)隙(xi)太小或配合(he)不當,會引起(qi)“卡墊(dian)(dian)”現象;擠壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)(de)厚度一(yi)般取50~120mm,約(yue)為擠壓(ya)(ya)(ya)筒直徑的(de)(de)(de)三分之一(yi);擠壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)兩端平面必須平行(xing);擠壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)應耐磨,硬(ying)度HRC為48~52.擠壓(ya)(ya)(ya)筒直徑與坯料直徑,擠壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)直徑之間(jian)的(de)(de)(de)關系(xi)見表7-9.


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3. 擠壓墊的使用(yong)壽(shou)命(ming)


  在現代臥式管型材擠壓機上(shang),采(cai)用(yong)熱(re)模鋼(如3Cr2W8V或4CrW2Si)制作的(de)擠壓墊(dian)的(de)使用(yong)壽(shou)命:


  當(dang)擠壓碳素鋼(gang)管時(shi)約為500~600次(ci)/只(zhi)(zhi),擠壓不銹(xiu)鋼(gang)管時(shi)為150~200次(ci)/只(zhi)(zhi)。


a. 擠壓墊制造時(shi)的機加工公差


  擠(ji)壓墊制造時(shi)的機(ji)加工公(gong)差:外徑(jing)公(gong)差為(wei)±0.3mm;當(dang)d=40~100mm時(shi)內徑(jing)公(gong)差為(wei)+0.2mm,當(dang)d>101mm時(shi)內徑(jing)公(gong)差為(wei)+0.3mm;厚度公(gong)差為(wei)±0.1mm.


b. 擠壓墊的(de)損壞形(xing)式


  擠壓墊(dian)的(de)使(shi)用壽命與(yu)擠壓墊(dian)的(de)材料(liao)、擠壓坯料(liao)的(de)性能和擠壓工藝參數(shu)有關,一般為50~300次/只。


  擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過程中,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊一直處在(zai)高(gao)溫高(gao)壓(ya)(ya)的條(tiao)件下工作。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊的前錐形(xing)(xing)端(duan)(duan)面(mian)長時(shi)間地與(yu)高(gao)溫坯(pi)料(liao)接(jie)觸,導致(zhi)其(qi)機械強度(du)喪失(shi)。同(tong)時(shi)受到坯(pi)料(liao)端(duan)(duan)面(mian)變形(xing)(xing)金(jin)屬(shu)向中心流(liu)動時(shi)的強烈(lie)沖(chong)刷(shua),引起擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊棱(leng)緣的變形(xing)(xing)和(he)黏結(jie)。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)將(jiang)近結(jie)束時(shi),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊的變形(xing)(xing)區(qu)移動至陷(xian)入變形(xing)(xing)錐的“死(si)區(qu)”內,進一步(bu)加劇了邊(bian)緣的損壞。同(tong)時(shi),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊的邊(bian)緣金(jin)屬(shu)逐漸向變形(xing)(xing)區(qu)的塑(su)性(xing)金(jin)屬(shu)的旁邊(bian)彎曲。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊熱處理后的硬度(du)過高(gao)或遭受不均勻(yun)的急冷時(shi),會引起擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊的開(kai)裂。


  圖7-47所(suo)示(shi)為臥式(shi)鋼(gang)管型材擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)。圖7-48所(suo)示(shi)為擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)形狀(zhuang)的(de)(de)(de)改變狀(zhuang)況。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)工作溫度最高(gao)的(de)(de)(de)錐形頂(ding)部是裂紋的(de)(de)(de)起源(yuan),經多次使(shi)用(yong)后,裂紋發展形成深溝。而擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)金屬(shu)的(de)(de)(de)摩擦磨損,則以徑向(xiang)劃道(dao)和粗糙性形式(shi)留下痕跡。此外(wai),在軸向(xiang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)作用(yong)下,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)被壓(ya)(ya)縮,尺(chi)寸減小(xiao)。


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  圖7-49所示為擠(ji)壓墊錐形(xing)表面的(de)磨(mo)損和開裂情(qing)況。從(cong)圖7-49可以看出,擠(ji)壓墊工作(zuo)最高(gao)的(de)錐形(xing)頂部(bu)是裂紋(wen)(wen)的(de)起(qi)源(yuan),擠(ji)壓墊經多次使用(yong)后(hou)裂紋(wen)(wen)發展形(xing)成(cheng)深溝,而擠(ji)壓金屬的(de)摩擦和磨(mo)損則以劃(hua)道和粗(cu)紋(wen)(wen)形(xing)式(shi)留下痕跡。此(ci)外,在軸(zhou)向(xiang)擠(ji)壓力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下,擠(ji)壓墊被壓縮和尺寸(cun)變小。


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  擠壓(ya)墊(dian)的(de)(de)邊(bian)緣倒成圓角,有利于提高(gao)擠壓(ya)墊(dian)的(de)(de)使(shi)用壽(shou)命。5~6個(或更多(duo)個)擠壓(ya)墊(dian)輪(lun)流使(shi)用,使(shi)其在每次工作后能得到充分的(de)(de)冷卻,也有利于擠壓(ya)墊(dian)壽(shou)命的(de)(de)提高(gao)。


  對于(yu)非開裂性(xing)損壞(huai)的擠壓墊(dian)可以采用(yong)焊(han)條焊(han)接的方法進行(xing)修補(bu)。