擠壓不銹(xiu)鋼管(guan)坯尺寸的選擇是關系到擠壓機的產量和產品質量的重要因素之一。擠壓坯料的尺寸主要是指外徑、內徑和長度。擠壓不銹鋼管坯料(liao)尺寸的大小除了受到擠壓筒尺寸的限制之外,同時還與生產產品的規格、材料的變形抗力、采用的變形量以及擠壓機能力的大小有關。當材料的變形抗力越大時,擠壓比不能選得太大,要選直徑較小的坯料。反之,可以選用較大直徑的坯料。 圖2-3所示為擠壓機壓力、變形時的比壓與坯料直徑(擠壓筒的大小)的 關系。由圖2-3可以看出:當材料的變形抗力越大時,需要的比壓就越大。在 已定的擠壓機上擠壓比就不能太大,要選擇較小的坯料。反之,坯料直徑就可以增大。
一些擠(ji)壓機的(de)壓力與(yu)坯料尺寸及比壓之(zhi)間的(de)關(guan)系見表 2-4。
一般來說,50MN以下(xia)的(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)采(cai)用(yong)的(de)比壓(ya)約為300~1300MPa,而50MN以上的(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)采(cai)用(yong)的(de)比壓(ya)約200~1100MPa。這是由于大噸位(wei)擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)坯料(liao)因摩擦引起的(de)阻力相對于小噸位(wei)的(de)擠(ji)壓(ya)機(ji)要小。
擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓比(bi)即擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓時的變形程度(du)。如果擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓機的能(neng)(neng)力許(xu)可,則擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓比(bi)越大(da)(da)越好。一(yi)般鋼擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓時的擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓比(bi)在10~60之間。而(er)對于(yu)鑄(zhu)(zhu)坯,擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓比(bi)應大(da)(da)于(yu)20。因為只有大(da)(da)的變形量才能(neng)(neng)改變鑄(zhu)(zhu)態組織(zhi),得到(dao)細小(xiao)的晶粒,提高擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓制品的質量。也(ye)有資料介紹,認(ren)為對于(yu)鑄(zhu)(zhu)坯的擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓比(bi)取35是最為合適(shi)的。不(bu)過(guo)應該注意的是過(guo)大(da)(da)的擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓比(bi),將(jiang)導致(zhi)過(guo)大(da)(da)的金屬流動速度(du),使變形劇(ju)烈,當潤滑劑不(bu)能(neng)(neng)滿足要求時,某(mou)些材(cai)料的制品表面會有形成裂紋的危險。
圖2-4所(suo)示為擠(ji)壓(ya)(ya)比、比壓(ya)(ya)和(he)變形(xing)抗(kang)力之(zhi)間(jian)的關(guan)系(xi)。此圖對(dui)于選擇擠(ji)壓(ya)(ya)比十分(fen)有(you)用(yong)。
此外,在選擇坯(pi)料(liao)尺(chi)寸時,還應該考慮到擠壓成品的定(ding)尺(chi)長度、輔助設備(bei)的能力等因素。
表 2-5列出部分(fen)鋼擠壓(ya)機采(cai)用的(de)坯料(liao)尺(chi)寸
擠(ji)壓管(guan)坯尺寸選(xuan)擇(ze)的步驟如(ru)下:
1. 首先根據(ju)擠壓的材料(liao)、產(chan)品(pin)的規格和設備的能(neng)力,參(can)考圖2-3、表2-1預選擠壓比。
2. 預選(xuan)擠壓筒直徑
根(gen)據(ju)計算的(de)坯(pi)料(liao)直徑(jing),對比(bi)(bi)現有擠(ji)壓(ya)(ya)機擠(ji)壓(ya)(ya)筒系(xi)列的(de)尺(chi)寸,預(yu)選擠(ji)壓(ya)(ya)筒。在(zai)預(yu)選擠(ji)壓(ya)(ya)筒時,要考慮到坯(pi)料(liao)加熱(re)時的(de)熱(re)膨脹和(he)坯(pi)料(liao)進擠(ji)壓(ya)(ya)筒時應(ying)預(yu)留(liu)的(de)涂潤滑(hua)劑必要的(de)工(gong)藝間(jian)隙(xi)。此坯(pi)料(liao)的(de)最大直徑(jing)應(ying)比(bi)(bi)擠(ji)壓(ya)(ya)筒直徑(jing)小(xiao)1.5%~2%。同時,為了保證擠(ji)壓(ya)(ya)鋼管的(de)內表面質量和(he)壁(bi)厚的(de)均勻性,坯(pi)料(liao)內孔直徑(jing)應(ying)比(bi)(bi)芯棒大5%~10%(一般為8~20mm)。
3. 坯料的截面(mian)尺寸(cun)確定(ding)之后(hou),重(zhong)新計算擠壓(ya)比(bi)。
4. 坯料長(chang)度(du)一般不應超過其直(zhi)徑的3.5 ~4.0倍
坯料過長,會使擠(ji)壓(ya)力(li)和擠(ji)壓(ya)時間增(zeng)加,降(jiang)低(di)工(gong)模(mo)具的使用壽命(ming);而坯料過短則使生產率(lv)降(jiang)低(di),金屬消耗(hao)增(zeng)加,操作頻率(lv)增(zeng)加。
5. 進行(xing)擠壓力(li)校核
在預(yu)選擇(ze)坯料尺寸之(zhi)后,需要(yao)進行擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)校核,檢查擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)是否在擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)額定(ding)(ding)壓(ya)(ya)力(li)范圍內。如擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)太小,則不能(neng)充(chong)分發揮(hui)擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)能(neng)力(li);如擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)太大,超過擠(ji)壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)額定(ding)(ding)壓(ya)(ya)力(li):則無法(fa)實(shi)現產品的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)過過程。在這兩種情(qing)況下,都必(bi)須重(zhong)新進行坯料的(de)(de)選擇(ze)。
6. 選擇穿(chuan)孔坯料
由(you)于穿(chuan)孔(kong)(kong)筒的(de)系列(lie)與擠(ji)壓筒的(de)系列(lie)相匹(pi)配,故擠(ji)壓坯料(liao)的(de)直徑即為穿(chuan)孔(kong)(kong)筒的(de)直徑。一(yi)(yi)些擠(ji)壓機(ji)組穿(chuan)孔(kong)(kong)筒與擠(ji)壓筒的(de)配合情況列(lie)于表2-6。一(yi)(yi)般,穿(chuan)孔(kong)(kong)坯料(liao)的(de)直徑比(bi)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒最小直徑小1.5%~2.0%(約5mm~10mm)。
當穿孔坯料的長度/穿孔芯棒的直徑>7時,穿孔后坯料內孔容易產生偏心,很難保證擠(ji)壓不銹(xiu)鋼管(guan)的質量。此時,應該采用坯料預鉆后的擴孔工藝。坯料預鉆孔的直徑大小取決于其擴孔直徑。擴孔直徑與鉆孔直徑的關系如圖2-5所示。一般坯料預先鉆ф20~50mm的小孔,再熱擴孔至φ50~120mm 的空心坯內孔。坯料在預鉆孔時必須確保其同心度,這是保證擠壓不銹鋼管壁厚均勻的關鍵。
德國 Schloemann公司的資料(liao)認為(wei),對(dui)于(yu)(yu)擠(ji)壓空(kong)心坯的加工方法,取決于(yu)(yu)坯料(liao)內(nei)徑的大小。一般對(dui)31.5MN擠(ji)壓機,空(kong)心坯的加工方法是:內(nei)孔(kong)ф<50mm,采用(yong)(yong)鉆(zhan)孔(kong);Φ=20~80mm,采用(yong)(yong)預鉆(zhan)孔(kong)+熱(re)擴孔(kong);ф>50mm,采用(yong)(yong)熱(re)穿孔(kong)(坯料(liao)長度(du)/內(nei)徑<7)。
7. 穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯料(liao)尺寸確定之后,還(huan)應(ying)該用(yong)鐓粗(cu)力(li)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)力(li)的計算公式,進行(xing)鐓粗(cu)力(li)和穿(chuan)(chuan)孔(kong)力(li)的校核。