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),芯棒承受高的(de)(de)(de)機械負荷(he)和熱負荷(he)。芯棒處(chu)于被加熱到1200℃高溫的(de)(de)(de)坯(pi)料中(zhong),在較大的(de)(de)(de)深度(du)上被加熱從而降低其力學(xue)性(xing)能(neng)。在每次擠壓后,芯棒被加熱到700~800℃,然后用水冷卻。
同時,由于擠壓時金(jin)屬沿著芯棒(bang)表面的流(liu)動速(su)度(du)超過芯棒(bang)的行程速(su)度(du),因(yin)此在(zai)芯棒(bang)上產生了軸向(xiang)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(cheng)時(shi),軸向拉伸力(li)瞬(shun)時(shi)產生,在芯棒(bang)上又(you)引起了(le)沖擊性(xing)的(de)拉伸力(li)。
擠壓時,當不銹鋼管坯(pi)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,當不銹鋼管坯料的加(jia)熱(re)溫(wen)度不均勻(yun)或(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)度不足時,也會在芯棒(bang)中產生(sheng)彎曲力。
若不銹(xiu)鋼管坯料的(de)潤(run)滑(hua)不到(dao)位,在擠壓時金屬(shu)和芯棒就會產生黏(nian)結而咬合,這不僅導(dao)致芯棒上拉伸力的(de)提高(gao),而且嚴重的(de)會引起(qi)擠壓制(zhi)品(pin)的(de)報廢(fei)。
流出(chu)金屬對芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用力在擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)過程中隨著不銹鋼管坯料長(chang)度的(de)(de)減小(xiao)而發生變化。在擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)最后(hou)瞬間,當壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余的(de)(de)高度接近擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)坯料的(de)(de)“死區(qu)(qu)”時,芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)(de)工作(zuo)(zuo)條件(jian)最為惡(e)劣。這在確(que)定(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余的(de)(de)厚度時必須要(yao)考慮到(dao)。因為在實踐(jian)中證明(ming),芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)(de)斷(duan)裂大多數(shu)發生在與最后(hou)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)階段相應于芯(xin)(xin)棒(bang)后(hou)三分之一的(de)(de)長(chang)度距離上。擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)結束后(hou),芯(xin)(xin)棒(bang)后(hou)退。在壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模部件(jian)的(de)(de)鎖緊(jin)裝置(zhi)打開后(hou),擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿將壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余連(lian)同(tong)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊一起推出(chu),芯(xin)(xin)棒(bang)急跳式(shi)地退出(chu)變形區(qu)(qu),同(tong)樣(yang)惡(e)化了其工作(zuo)(zuo)條件(jian)。
擠(ji)壓(ya)芯(xin)棒(bang)(bang)的(de)內部冷卻(que)盡管復(fu)雜(za),但仍(reng)廣泛應(ying)(ying)用于擠(ji)壓(ya)生產。冷卻(que)的(de)不均(jun)勻將引起(qi)芯(xin)棒(bang)(bang)中(zhong)產生附加(jia)應(ying)(ying)力,其結果(guo)是在芯(xin)棒(bang)(bang)的(de)表面上出現(xian)網狀裂(lie)紋,導致芯(xin)棒(bang)(bang)斷裂(lie)。急劇冷卻(que),對(dui)于大尺寸的(de)芯(xin)棒(bang)(bang)尤其危險。
芯(xin)(xin)棒在使用之前(qian),要預(yu)熱(re)到250~400℃,一方(fang)面(mian)可以避免在芯(xin)(xin)棒插(cha)入空(kong)心坯時,引起其內(nei)表(biao)面(mian)溫度的(de)驟降;另一方(fang)面(mian)芯(xin)(xin)棒預(yu)熱(re)后提高了芯(xin)(xin)棒材料的(de)韌性,減少了芯(xin)(xin)棒表(biao)面(mian)因受(shou)到沖擊性熱(re)負荷而導(dao)致龜裂(lie)的(de)危險性。
由(you)于(yu)(yu)芯(xin)棒(bang)在(zai)變形(xing)區(qu)內(nei)移動著工作,故(gu)其磨(mo)損(sun)(sun)情況(kuang)會(hui)好一些(xie),但(dan)由(you)于(yu)(yu)被包圍在(zai)高溫(wen)管坯內(nei),散熱條件(jian)極差,其工作表面(mian)最高溫(wen)度(du)可達(da)到800℃,故(gu)使(shi)用(yong)后需冷卻,而(er)大部分芯(xin)棒(bang)的損(sun)(sun)壞(huai)主要都是(shi)由(you)于(yu)(yu)局部直徑減(jian)小(xiao)(稱為縮頸)和表面(mian)疲勞裂紋。因此,芯(xin)棒(bang)必須具有良好的韌性(在(zai)20~650℃內(nei)沖擊(ji)韌性不低(di)于(yu)(yu)539~1176kJ/㎡)、硬度(du)(HRC=45~50)和表面(mian)光潔(jie)度(du)(達(da)7級以上)。

