不(bu)銹鋼管擠壓模(mo)按照結構特點可分為整(zheng)體模(mo)和組(zu)合(he)模(mo)兩(liang)類(lei)。一般在較(jiao)小(xiao)噸位的擠壓機上,對于較(jiao)小(xiao)外形的擠壓模(mo),采用(yong)較(jiao)多的是整(zheng)體模(mo);而在大型擠壓機上,較(jiao)多地采用(yong)組(zu)合(he)模(mo)。
圖7-26所示為(wei)幾(ji)種標準結構(gou)的整(zheng)體模(mo)(mo)。按(an)照擠壓的型腔形狀又可以分為(wei)平面模(mo)(mo)、錐(zhui)形模(mo)(mo)、平錐(zhui)模(mo)(mo)、雙(shuang)錐(zhui)模(mo)(mo)、圓弧模(mo)(mo)(包括凸弧形模(mo)(mo)和凹弧形模(mo)(mo))等。
試驗研究指出,不銹鋼管擠壓模的入口錐角α=40°以上時,其工作壽命最長;但是,模子的入口錐角采用α=30°時,與擠壓筒內襯壁相接觸的過冷金屬粒子陷入變形區的死角中,而導致擠壓產品報廢。因此,實際上擠壓模的入口錐角都取α=25°~30°.據此,也有制作成帶有雙錐角的擠壓模,即第一個人口錐角α1=25°,與變形區(死角)接觸;第二個入口錐角α2=40°,與模子定徑帶相接。
擠壓模的定徑帶寬度是一個重要的參數,如果過寬會增加擠壓時的摩擦力,導致擠壓模表面磨損嚴重,引起金屬表面的黏著,影響擠壓鋼管的表面質量;過窄的定徑帶會導致擠壓鋼管的尺寸不穩定,并且不銹鋼管容易彎曲,同時擠壓模也容易磨損,降低了擠壓模的使用壽命。因此,對于每一種材料應選定一種合理的定徑帶寬度。在生產實際中,擠壓模定徑帶的寬度的確定,主要根據擠壓成品管口徑的大小和鋼管的長短,一般取擠壓鋼管直徑的8%~12%(不計模口圓弧倒角)。
觀察不(bu)銹鋼管(guan)擠(ji)(ji)壓模(mo)使用(yong)時(shi)磨損的情況后(hou)發現,變形區(qu)附近的擠(ji)(ji)壓模(mo)上(shang)層金屬被(bei)擠(ji)(ji)壓坯料金屬揉(rou)皺。如果(guo)擠(ji)(ji)壓金屬聚(ju)積(ji)在工作(zuo)帶,則模(mo)孔(kong)直徑(jing)將會減小。即便是模(mo)子(zi)進行鏜孔(kong)后(hou)繼續使用(yong)時(shi),金屬聚(ju)積(ji)現象仍會出現。所有這些,將導致在擠(ji)(ji)壓所有材料時(shi),模(mo)子(zi)入口(kou)部(bu)分的輪廓逐漸變形呈(cheng)圓(yuan)弧形。無論是對于平面模(mo)或(huo)者是錐形模(mo)都是如此(ci)。
擠壓不銹鋼管過程中,擠壓模在定徑帶附近的磨損最為嚴重,因為模子工作溫度不斷上升,在結束擠壓時溫度達到850~700℃,從而降低了擠壓模材料的表面硬度。
但(dan)是,如果擠壓時(shi)(shi)的(de)(de)(de)單位壓力小(xiao),溫(wen)度(du)不高,則工(gong)具(ju)的(de)(de)(de)溫(wen)升不大(da),工(gong)具(ju)表(biao)(biao)面和(he)邊緣的(de)(de)(de)揉皺現(xian)象不會(hui)發生。此時(shi)(shi),磨(mo)損的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面表(biao)(biao)現(xian)為表(biao)(biao)面磨(mo)料(liao)的(de)(de)(de)微磨(mo)損和(he)定徑(jing)帶尺寸(cun)的(de)(de)(de)改變(bian)。
因而,擠壓(ya)模(mo)的塑性磨(mo)損導致了(le)模(mo)孔(kong)(kong)孔(kong)(kong)徑的減小,而擠壓(ya)模(mo)孔(kong)(kong)徑的增大,則意味著工具(ju)材料沒(mei)有(you)發生(sheng)塑性變形。
從擠壓模進口喇(la)叭口到定徑(jing)帶的(de)圓弧倒角(jiao)(jiao)(jiao)半徑(jing)為5~10mm,過小時金屬變形激(ji)烈(lie)。而模后出口喇(la)叭口錐(zhui)角(jiao)(jiao)(jiao)一(yi)般(ban)為6°~10°.擠壓異形材(cai)時,其模墊也應做成相似形狀,且(qie)倒角(jiao)(jiao)(jiao)同上(shang)。
擠壓模與變形(xing)金(jin)屬接觸(chu)的表(biao)面(mian)應做(zuo)得(de)十分(fen)光滑,以(yi)減小金(jin)屬的變形(xing)阻力(li),保證(zheng)制品表(biao)面(mian)光潔(jie)。其接觸(chu)面(mian)的光潔(jie)度為7~8級。
擠壓模表面應(ying)有足夠的(de)硬度(du)(du)(du)。其(qi)材(cai)料應(ying)有足夠的(de)強(qiang)度(du)(du)(du),防止擠壓模過度(du)(du)(du)磨(mo)損(sun)和(he)引起(qi)開裂。一般整體模的(de)硬度(du)(du)(du)HRC約為48~52,如采用組合模時,其(qi)表面硬度(du)(du)(du)可以更高。
不銹鋼管擠(ji)壓(ya)模的內孔(kong)直(zhi)徑(jing)應等于熱狀(zhuang)態下(xia)鋼管的外(wai)徑(jing),即為(wei)(wei)冷狀(zhuang)態下(xia)鋼管外(wai)徑(jing)加上冷收縮量(liang)。材(cai)料的熱膨脹系數一般為(wei)(wei)1.012~1.015,則擠(ji)壓(ya)模的內徑(jing)d為(wei)(wei):
d=(1.012~1.015)D 式中 D 擠(ji)壓成品鋼管(guan)外徑,mm.
為了提高擠壓(ya)模(mo)(mo)的(de)利(li)用率(lv),擠壓(ya)模(mo)(mo)模(mo)(mo)孔直徑可稍小于(yu)熱(re)狀態下鋼管的(de)外徑,但不能小于(yu)直徑的(de)負公差值(zhi),則:
d=(1.012~1.015)D-Δ 式(shi)中 Δ-熱擠壓鋼管直(zhi)徑(jing)的(de)負公差(cha)值,mm.
擠壓模的(de)機加工精度要求:當d=50~100mm時,定(ding)徑帶的(de)直徑公差為(wei) -0.1mm,當d>101mm時,為(wei)-0.2mm;偏心(xin)度公差不超過定(ding)徑帶直徑的(de)0.3%。