擠壓不(bu)銹鋼管(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(bu)銹鋼管坯料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。 


圖 2-3 擠壓機壓力與擠壓筒直徑的關系.jpg


 一(yi)些(xie)擠壓(ya)機(ji)的(de)(de)壓(ya)力與坯料(liao)尺寸及(ji)比壓(ya)之間的(de)(de)關系見表 2-4。


表 2-4 擠壓機壓力與坯料尺寸及比壓之間的關系.jpg


 一般來(lai)說,50MN以(yi)下(xia)的(de)(de)擠(ji)壓機采(cai)用的(de)(de)比(bi)(bi)壓約(yue)為300~1300MPa,而50MN以(yi)上的(de)(de)擠(ji)壓機采(cai)用的(de)(de)比(bi)(bi)壓約(yue)200~1100MPa。這(zhe)是(shi)由于大噸位(wei)擠(ji)壓機的(de)(de)坯(pi)料因摩擦引起的(de)(de)阻力相對于小(xiao)噸位(wei)的(de)(de)擠(ji)壓機要(yao)小(xiao)。


 擠壓比(bi)即(ji)擠壓時(shi)的(de)(de)變(bian)形程度(du)。如果擠壓機的(de)(de)能(neng)(neng)力許可,則(ze)擠壓比(bi)越大(da)越好。一(yi)般鋼(gang)擠壓時(shi)的(de)(de)擠壓比(bi)在10~60之間。而對于(yu)鑄坯,擠壓比(bi)應大(da)于(yu)20。因為只有大(da)的(de)(de)變(bian)形量才能(neng)(neng)改變(bian)鑄態組織,得到(dao)細(xi)小的(de)(de)晶粒,提高(gao)擠壓制(zhi)品(pin)的(de)(de)質量。也(ye)有資(zi)料介(jie)紹,認為對于(yu)鑄坯的(de)(de)擠壓比(bi)取35是(shi)最為合適的(de)(de)。不過(guo)應該注(zhu)意的(de)(de)是(shi)過(guo)大(da)的(de)(de)擠壓比(bi),將導(dao)致(zhi)過(guo)大(da)的(de)(de)金屬流動(dong)速度(du),使變(bian)形劇烈,當潤滑劑不能(neng)(neng)滿足要求時(shi),某些材料的(de)(de)制(zhi)品(pin)表面會有形成裂(lie)紋的(de)(de)危險(xian)。


 圖2-4所示為擠(ji)壓比、比壓和(he)變形抗力之(zhi)間的(de)關系。此(ci)圖對于選擇(ze)擠(ji)壓比十分有用。


圖 2-4 金屬抗力與變形可能性的關系.jpg


此外(wai),在選擇(ze)坯料尺(chi)寸時,還(huan)應該考(kao)慮到擠壓(ya)成(cheng)品的定尺(chi)長度、輔助設備的能力等因素(su)。

  

 表 2-5列出(chu)部分鋼擠壓機采用的坯料尺寸(cun)


表 2-5 國外部分鋼擠壓機采用的坯料尺寸.jpg


 擠壓管坯尺寸(cun)選擇(ze)的步驟如下:

 

 1. 首(shou)先根(gen)據(ju)擠壓(ya)的(de)材料、產品的(de)規(gui)格和設備的(de)能(neng)力,參考圖(tu)2-3、表2-1預選擠壓(ya)比。


 2. 預(yu)選擠壓(ya)筒直徑


    根據計(ji)算(suan)的(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)直徑(jing),對比現有擠(ji)壓(ya)機擠(ji)壓(ya)筒系列的(de)(de)尺寸,預選(xuan)擠(ji)壓(ya)筒。在(zai)預選(xuan)擠(ji)壓(ya)筒時,要考慮到坯(pi)料(liao)(liao)加熱(re)時的(de)(de)熱(re)膨(peng)脹和(he)坯(pi)料(liao)(liao)進(jin)擠(ji)壓(ya)筒時應(ying)預留(liu)的(de)(de)涂潤滑劑必要的(de)(de)工(gong)藝間(jian)隙。此(ci)坯(pi)料(liao)(liao)的(de)(de)最大直徑(jing)應(ying)比擠(ji)壓(ya)筒直徑(jing)小1.5%~2%。同時,為了保證擠(ji)壓(ya)鋼管(guan)的(de)(de)內表面質(zhi)量和(he)壁厚的(de)(de)均勻性,坯(pi)料(liao)(liao)內孔直徑(jing)應(ying)比芯棒大5%~10%(一般為8~20mm)。


 3. 坯料的截面尺寸確定(ding)之后,重新計算擠(ji)壓比(bi)。


 4. 坯料長度一(yi)般不應超過(guo)其直(zhi)徑的3.5 ~4.0倍(bei)


    坯(pi)料過長,會(hui)使(shi)擠壓(ya)力和擠壓(ya)時間增加,降低(di)工模具的使(shi)用壽命;而坯(pi)料過短(duan)則使(shi)生產率降低(di),金屬消耗增加,操作頻率增加。


 5. 進行擠壓力校(xiao)核


   在預選(xuan)擇坯料尺(chi)寸之(zhi)后,需要進行擠壓(ya)(ya)(ya)力校核,檢查擠壓(ya)(ya)(ya)力是否在擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的額(e)定(ding)壓(ya)(ya)(ya)力范圍內。如(ru)擠壓(ya)(ya)(ya)力太小,則(ze)(ze)不能充分發揮擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的能力;如(ru)擠壓(ya)(ya)(ya)力太大,超過擠壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的額(e)定(ding)壓(ya)(ya)(ya)力:則(ze)(ze)無法實(shi)現(xian)產品的擠壓(ya)(ya)(ya)過過程(cheng)。在這兩種情況下,都必須重新進行坯料的選(xuan)擇。


 6.  選(xuan)擇穿孔(kong)坯(pi)料


   由于(yu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)系列與擠(ji)(ji)壓筒(tong)的(de)(de)系列相匹配,故擠(ji)(ji)壓坯料的(de)(de)直徑(jing)即(ji)為穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)直徑(jing)。一(yi)些擠(ji)(ji)壓機組(zu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)與擠(ji)(ji)壓筒(tong)的(de)(de)配合情(qing)況列于(yu)表2-6。一(yi)般(ban),穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)坯料的(de)(de)直徑(jing)比(bi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)最小直徑(jing)小1.5%~2.0%(約5mm~10mm)。


表 2-6 擠壓坯料、穿孔筒、擠壓筒之間的尺寸關系.jpg


 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(bu)銹(xiu)鋼管的質量。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。


圖 2-5 擴孔直徑與鉆孔直徑之間的關系.jpg


  德國 Schloemann公(gong)司的資(zi)料認為,對(dui)于擠壓(ya)空心坯的加(jia)工方法,取決(jue)于坯料內(nei)徑的大小(xiao)。一般(ban)對(dui)31.5MN擠壓(ya)機,空心坯的加(jia)工方法是:內(nei)孔ф<50mm,采用鉆孔;Φ=20~80mm,采用預鉆孔+熱擴孔;ф>50mm,采用熱穿孔(坯料長(chang)度/內(nei)徑<7)。


7. 穿(chuan)孔坯料尺寸(cun)確定之后,還(huan)應該用鐓粗力(li)和穿(chuan)孔力(li)的計算公式,進行鐓粗力(li)和穿(chuan)孔力(li)的校核。