在不銹鋼管擠壓過程中,芯棒首先插入模孔與模孔形成環狀孔腔。在擠壓時,形成擠壓制品的內部輪廓。
在擠壓過程中(zhong),芯棒(bang)承(cheng)受高的(de)機械(xie)負荷(he)和熱負荷(he)。芯棒(bang)處(chu)于被(bei)加熱到1200℃高溫的(de)坯料中(zhong),在較大的(de)深度上被(bei)加熱從而(er)降低其力學性能。在每次擠壓后,芯棒(bang)被(bei)加熱到700~800℃,然后用水冷卻。
同時,由于擠壓時金屬沿著芯(xin)棒表面的(de)(de)流動(dong)速度超過芯(xin)棒的(de)(de)行程速度,因此在(zai)芯(xin)棒上產生了(le)軸(zhou)向拉伸應力。
在擠壓不銹鋼管過程中,作用于芯棒上的力的大小取決于一系列的因素,可能達到其總擠壓力的15%~20%.而芯棒表面受熱的溫度會達到800℃,并在金屬移動的過程中對芯棒產生強烈的熱滑動摩擦而引起了芯棒表面的磨損。
當擠壓缸回程時,軸(zhou)向拉(la)伸力瞬(shun)時產生,在芯棒上又引起(qi)了沖擊性的拉(la)伸力。
擠壓時,當不銹鋼管(guan)坯料的直徑和擠壓筒的直徑差比較大且坯料壓縮不足時,則在芯棒中將會產生附加的彎曲力。
同(tong)樣,當(dang)不銹鋼管坯(pi)料的加(jia)熱溫度不均勻或加(jia)熱溫度不足時,也會在芯棒中產生(sheng)彎曲力。
若不銹鋼(gang)管坯料的潤滑不到位,在擠壓時金屬和芯棒就會產生黏結(jie)而咬合,這不僅導致芯棒上(shang)拉伸力的提高,而且嚴重的會引(yin)起(qi)擠壓制品的報廢。
流(liu)出(chu)金(jin)屬(shu)對芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)作(zuo)用力(li)在擠壓(ya)過程中隨著不銹鋼管坯(pi)料長(chang)度(du)的(de)減小而發(fa)生(sheng)變化。在擠壓(ya)的(de)最后(hou)瞬間,當(dang)壓(ya)余的(de)高度(du)接近擠壓(ya)坯(pi)料的(de)“死區(qu)”時,芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)工作(zuo)條(tiao)(tiao)件(jian)最為(wei)惡(e)劣(lie)。這(zhe)在確定壓(ya)余的(de)厚度(du)時必須要考慮到。因(yin)為(wei)在實(shi)踐中證(zheng)明,芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)斷裂大多數發(fa)生(sheng)在與最后(hou)擠壓(ya)階段相應于芯(xin)(xin)棒(bang)后(hou)三分之一的(de)長(chang)度(du)距離上。擠壓(ya)結束后(hou),芯(xin)(xin)棒(bang)后(hou)退。在壓(ya)模(mo)部件(jian)的(de)鎖緊(jin)裝置打開(kai)后(hou),擠壓(ya)桿將壓(ya)余連同擠壓(ya)墊一起(qi)推(tui)出(chu),芯(xin)(xin)棒(bang)急(ji)跳(tiao)式(shi)地(di)退出(chu)變形區(qu),同樣惡(e)化了(le)其(qi)工作(zuo)條(tiao)(tiao)件(jian)。
擠壓(ya)芯(xin)(xin)棒的內(nei)部冷(leng)卻盡管復雜,但仍廣(guang)泛(fan)應用于(yu)擠壓(ya)生產。冷(leng)卻的不(bu)均勻將引(yin)起(qi)芯(xin)(xin)棒中(zhong)產生附加應力,其結(jie)果是在芯(xin)(xin)棒的表面上出現網(wang)狀裂紋,導致芯(xin)(xin)棒斷(duan)裂。急劇(ju)冷(leng)卻,對(dui)于(yu)大尺(chi)寸的芯(xin)(xin)棒尤(you)其危險。
芯(xin)棒在使用(yong)之前,要預熱到(dao)250~400℃,一方面可以避免在芯(xin)棒插入空(kong)心坯時,引起其內表(biao)面溫度(du)的(de)驟降;另一方面芯(xin)棒預熱后提(ti)高了芯(xin)棒材料(liao)的(de)韌性(xing),減少(shao)了芯(xin)棒表(biao)面因受到(dao)沖擊性(xing)熱負荷而導致(zhi)龜裂的(de)危險性(xing)。
由(you)于芯棒在變形區內(nei)移動著工作,故其(qi)磨(mo)損情況會好一(yi)些,但(dan)由(you)于被(bei)包圍(wei)在高(gao)溫管坯內(nei),散熱條件極(ji)差,其(qi)工作表(biao)面(mian)最高(gao)溫度(du)可(ke)達(da)(da)到(dao)800℃,故使用后需冷卻(que),而大部分芯棒的損壞主要都是由(you)于局部直徑減(jian)小(稱為縮頸)和(he)表(biao)面(mian)疲勞裂紋。因此,芯棒必須具有(you)良好的韌性(在20~650℃內(nei)沖(chong)擊韌性不低于539~1176kJ/㎡)、硬度(du)(HRC=45~50)和(he)表(biao)面(mian)光潔度(du)(達(da)(da)7級以上)。