浙江至德鋼業有限公司在擠壓帶翼不銹鋼管時,局部的金屬有較大的不均勻變形,這就可能導致金屬斷裂,型材形狀充不滿或型材扭曲。因此,研究金屬流動的規律性對于工模具孔型設計具有重要意義。擠壓帶翼不銹鋼(gang)管時的金屬流動特性的研究借助于坐標網和組合坯料來進行。擠壓帶翼鋼管時,擠壓模入口在較寬范圍內變化,對變形區的分布和金屬在擠壓芯棒空隙里的徑向變形的大小不產生重大的影響。因此,模子錐角的大小應該以保證金屬流動不產生破裂為條件進行選擇。一般70°~80°被認為是最合適的。
在(zai)(zai)異型(xing)芯棒的(de)(de)(de)(de)空隙(xi)里(li)(li)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)徑向(xiang)流(liu)動在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)里(li)(li)就(jiu)已經開始,并(bing)隨著(zhu)向(xiang)變(bian)形區的(de)(de)(de)(de)靠近(jin)而增(zeng)加(jia)(jia)(圖(tu)3-12)。延伸增(zeng)大的(de)(de)(de)(de)同時(shi),引(yin)起(qi)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)中金(jin)屬(shu)流(liu)動壓(ya)力(li)增(zeng)高,因而導(dao)致過早充(chong)滿芯棒的(de)(de)(de)(de)異型(xing)空隙(xi)。采用碳素鋼(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)帶(dai)內翼的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)時(shi),延伸系(xi)數(shu)取(qu)10~12,能保證正常充(chong)滿翼的(de)(de)(de)(de)形狀(zhuang)。如前所(suo)述(shu),當擠(ji)(ji)壓(ya)光管(guan)時(shi),內層(ceng)金(jin)屬(shu)超過外層(ceng)金(jin)屬(shu)。如果在(zai)(zai)芯棒上也有(you)更接(jie)近(jin)于擠(ji)(ji)壓(ya)軸線分布的(de)(de)(de)(de)空隙(xi),則其(qi)不均(jun)勻(yun)流(liu)動層(ceng)被加(jia)(jia)深(圖(tu)3-13)。在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)內翼布置(zhi)不對(dui)稱的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)時(shi),金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)流(liu)動圖(tu)像(xiang)原則上沒有(you)改變(bian)。尼科波(bo)爾南方鋼(gang)管(guan)廠在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)鰭片管(guan)時(shi),研究(jiu)了帶(dai)外翼鋼(gang)管(guan)金(jin)屬(shu)流(liu)動的(de)(de)(de)(de)特征,指出該過程的(de)(de)(de)(de)特點是(shi)不均(jun)勻(yun)變(bian)形較(jiao)大。這是(shi)由于制品和坯料的(de)(de)(de)(de)幾何形狀(zhuang)沒有(you)相似之處引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)變(bian)形的(de)(de)(de)(de)不均(jun)勻(yun)性,可由坐標網線橫向(xiang)歪曲的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)來評(ping)定。
擠壓模口在(zai)60°-90°間(jian)變化,對變形(xing)(xing)區的(de)(de)(de)分(fen)布和沿(yan)管坯(pi)斷(duan)面的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)均勻,變形(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)發生重大(da)影(ying)響(xiang)(圖(tu)3-14),縱(zong)向(xiang)坐標(biao)網線在(zai)翼(yi)(yi)的(de)(de)(de)斷(duan)面上(shang)沿(yan)管子(zi)全長(chang)仍然是平(ping)行的(de)(de)(de),其間(jian)隔(ge)距(ju)離幾(ji)乎(hu)沒有(you)變化,這就證(zheng)(zheng)實(shi)了(le)在(zai)此(ci)斷(duan)面上(shang)的(de)(de)(de)徑向(xiang)變形(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)大(da)。當(dang)擠壓單(dan)個圓盤組成(cheng)的(de)(de)(de)管坯(pi)時,在(zai)翼(yi)(yi)的(de)(de)(de)空(kong)隙處出現(xian)局(ju)部區域性強烈變形(xing)(xing)(圖(tu)3-15(b))。在(zai)該區域內,金屬(shu)(shu)具有(you)切向(xiang)流(liu)動(dong)。此(ci)為中(zhong)止擠壓管坯(pi)的(de)(de)(de)翼(yi)(yi)帶(dai)和光管部分(fen)的(de)(de)(de)縱(zong)斷(duan)面低(di)倍磨片所證(zheng)(zheng)實(shi)(圖(tu)3-15(a)、圖(tu)3-15(b)。翼(yi)(yi)上(shang)局(ju)部區域的(de)(de)(de)高度不(bu)(bu)(bu)超(chao)過變形(xing)(xing)區的(de)(de)(de)總高度。在(zai)擠壓不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管外(wai)表面上(shang)有(you)同心(xin)小(xiao)槽的(de)(de)(de)坯(pi)料(liao)時,發現(xian)表面層(ceng)金屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)均勻性。在(zai)圖(tu)上(shang)可明顯地看到翼(yi)(yi)的(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)超(chao)前于光管部分(fen)。根(gen)據實(shi)驗結果(guo)組成(cheng)了(le)擠壓帶(dai)外(wai)翼(yi)(yi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管金屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)一般系統圖(tu)像,并考慮了(le)在(zai)橫斷(duan)面和縱(zong)斷(duan)面上(shang)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)均勻變形(xing)(xing)。
從(cong)圖3-17可以看出,線(xian)段AB和(he)(he)NK變(bian)(bian)形前分(fen)(fen)布在一個平面(mian)上,而在管子里其(qi)位置發生了明顯變(bian)(bian)化。B點(dian)和(he)(he)N點(dian)的(de)(de)內層金(jin)屬(shu)超(chao)過(guo)了A點(dian)和(he)(he)K點(dian)的(de)(de)外層金(jin)屬(shu),而且(qie)線(xian)段N'K'和(he)(he)NK之差遠大于(yu)線(xian)段A'R'和(he)(he)AB之差。這是由于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管光(guang)滑部分(fen)(fen)橫斷(duan)面(mian)上金(jin)屬(shu)流(liu)動的(de)(de)不(bu)均勻性比帶翼(yi)部分(fen)(fen)大。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管外表(biao)面(mian)翼(yi)上的(de)(de)點(dian)超(chao)過(guo)了相應的(de)(de)光(guang)管部分(fen)(fen)的(de)(de)點(dian)。碳素鋼(gang)(gang)擠(ji)(ji)壓試驗中止(zhi)坯料各斷(duan)面(mian)顯微磨片試樣(yang)所表(biao)現出的(de)(de)圖像可以證實變(bian)(bian)形的(de)(de)不(bu)均勻性(圖3-18).在擠(ji)(ji)壓帶翼(yi)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管時,金(jin)屬(shu)流(liu)動的(de)(de)連續性和(he)(he)相對變(bian)(bian)形的(de)(de)分(fen)(fen)布與(yu)擠(ji)(ji)壓光(guang)管時沒(mei)有(you)原則上的(de)(de)區(qu)別。實驗表(biao)明,擠(ji)(ji)壓不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管和(he)(he)擠(ji)(ji)壓有(you)色(se)金(jin)屬(shu)制(zhi)品時,金(jin)屬(shu)流(liu)動情(qing)況原則上一樣(yang)。