不銹鋼管擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi),擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊置于坯(pi)料(liao)和(he)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)之間(jian),起著保護擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)的(de)作用,使(shi)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)不與高溫坯(pi)料(liao)直接接觸,以(yi)免擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)受到高溫坯(pi)料(liao)的(de)熱影響(xiang)。并且,擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊和(he)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)及擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)芯棒(bang)之間(jian)的(de)精確配合(he),減輕了擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)前(qian)進(jin)時(shi)(shi)的(de)摩擦力和(he)磨(mo)損(sun),同時(shi)(shi)也防(fang)止了金屬黏結(jie)在擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)上,使(shi)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊和(he)壓(ya)(ya)(ya)(ya)余的(de)分離更加(jia)容(rong)易進(jin)行。


  在不(bu)銹鋼(gang)管擠壓過程中,擠壓墊承受高的壓縮應力,受到強烈的熱作用,使擠壓墊的工作溫度達到600~800℃.


 當擠壓墊在擠壓筒中移動時,擠壓墊的側表面由于滑動的結果而發生摩擦,擠壓墊的前端面和側表面的邊緣受到最強烈的高溫加熱。在擠壓的結束階段,擠壓墊側面的尖銳邊緣磨損特別明顯,并且,在擠壓墊的前端面也發生磨損。當擠壓墊側面尖銳邊緣發生變形,不銹鋼管(guan)進入擠壓筒和擠壓墊的間隙中,楔住擠壓墊,擠壓墊再向擠壓金屬的變形區移動并陷入金屬變形錐“死區”內時,將進一步加劇擠壓墊邊緣的損壞。因此,一般都將擠壓墊的邊緣做成帶有一定曲率半徑的圓弧形狀。而擠壓墊前端平面的磨損,一般與坯料金屬外層沿擠壓墊從邊緣向中心的流動的溫度和速度條件有關。



1. 擠(ji)壓(ya)墊的種類和(he)結構形式


  擠(ji)壓墊(dian)的結構(gou)主要有在擠(ji)壓實(shi)心型(xing)(xing)材時用的整(zheng)體型(xing)(xing)擠(ji)壓墊(dian)和在擠(ji)壓鋼管及空心型(xing)(xing)材時用的帶有芯(xin)棒孔的擠(ji)壓墊(dian)兩種(zhong)。


  另外,擠壓(ya)墊按(an)其在擠壓(ya)時(shi)和(he)擠壓(ya)桿(gan)的(de)連接(jie)形式又有與擠壓(ya)桿(gan)牢固連接(jie)和(he)沒有連接(jie)呈自由狀態的(de)擠壓(ya)墊兩種(zhong)。


  借助(zhu)于連(lian)接螺(luo)紋和擠壓桿(gan)牢固連(lian)接的擠壓墊(dian),通(tong)常用(yong)于小型擠壓機(ji)或立式機(ji)械擠壓機(ji)上。這(zhe)種擠壓墊(dian)也稱(cheng)為桿(gan)頭,可連(lian)續使(shi)用(yong)直至磨損或破壞。


  和擠壓(ya)(ya)桿(gan)沒(mei)有任(ren)何固定連接,完(wan)全呈(cheng)自由狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)擠壓(ya)(ya)墊(dian)(dian),在現代(dai)大(da)型臥式(shi)擠壓(ya)(ya)機上一般都采(cai)用這(zhe)種類型的(de)(de)擠壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)。而(er)且(qie)使(shi)用時往往采(cai)用由5~8個擠壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)組(zu)成一組(zu)的(de)(de)套墊(dian)(dian)輪流使(shi)用。這(zhe)樣,在使(shi)用過程中(zhong)可(ke)以通過空氣或水(shui)浴(yu)進行冷卻,使(shi)擠壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)工作溫度(du)保持在150~200℃.提(ti)高了擠壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)(de)使(shi)用壽命。


  按照擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)的結構形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang),可分(fen)為平墊(dian)(dian)(dian)(dian)、錐形(xing)(xing)(xing)墊(dian)(dian)(dian)(dian)、凹形(xing)(xing)(xing)墊(dian)(dian)(dian)(dian)和(he)帶(dai)溝槽的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)等五(wu)種結構形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang),如圖(tu)(tu)7-45和(he)圖(tu)(tu)7-46所示。圖(tu)(tu)7-46所示為一(yi)般(ban)臥式管型(xing)材(cai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機采用的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)結構形(xing)(xing)(xing)式。為了(le)減小擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)與(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒內襯之間的接觸(chu)表面(mian)(mian),采用帶(dai)溝槽的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(圖(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)7-46(d));為了(le)減小擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)余料的厚度,將(jiang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)前端面(mian)(mian)做成具有(you)(you)(you)與(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)相(xiang)適(shi)應的形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(圖(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)7-46(d))的錐形(xing)(xing)(xing)墊(dian)(dian)(dian)(dian);在要求實現沒有(you)(you)(you)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)縮尾的條件下,采用帶(dai)有(you)(you)(you)凸形(xing)(xing)(xing)端面(mian)(mian)的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(圖(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)7-46(e));為了(le)防止在切(qie)壓(ya)(ya)余前,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)和(he)壓(ya)(ya)余過早分(fen)離,采用圓周刻槽的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(圖(tu)(tu)7-45(b)).


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  帶有(you)溝(gou)槽的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊除了避(bi)免高(gao)溫坯(pi)料(liao)對(dui)于擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)熱作用(yong),以及(ji)與擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒、擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)芯棒的(de)(de)(de)(de)(de)緊密配合(he),降低了擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)對(dui)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒內(nei)壁(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)力,減小了擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)(de)磨損(sun),并(bing)(bing)防(fang)止(zhi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)(yu)(yu)黏(nian)在擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)上之外,更主要的(de)(de)(de)(de)(de)是在自動化控制的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)上,防(fang)止(zhi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)(yu)(yu)和擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊過早地自動分離(li),而使擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)結束后壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)(yu)(yu)緊貼在擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模座上,導(dao)致當(dang)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒回程50m時,無(wu)法(fa)帶離(li)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)(yu)(yu)并(bing)(bing)為壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)(yu)(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)鋸切留出下鋸的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間,而影響到擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)自動化操作的(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)進行。采用(yong)帶溝(gou)槽的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊,能有(you)效地防(fang)止(zhi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)(yu)(yu)和擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊的(de)(de)(de)(de)(de)過早分離(li)。


  在設計(ji)帶溝(gou)槽的擠(ji)壓墊時,溝(gou)槽的深度和(he)個數應(ying)適當。溝(gou)槽的個數太(tai)多和(he)深度太(tai)深,都會導致(zhi)壓余和(he)擠(ji)壓墊的分離(li)困(kun)難;而溝(gou)槽的數量太(tai)少,或深度太(tai)淺(qian),則無法(fa)達到應(ying)有(you)的效果。



2. 擠壓墊(dian)的設計


  擠壓墊(dian)的(de)主(zhu)要工(gong)(gong)藝(yi)尺(chi)寸是(shi)其(qi)工(gong)(gong)作(zuo)直徑和高度。擠壓墊(dian)的(de)工(gong)(gong)作(zuo)直徑d,取擠壓筒(tong)內襯的(de)直徑Dk減(jian)去工(gong)(gong)藝(yi)間(jian)隙a之差值,即(ji):  d=Dk-a


 a 的大小取決于Dk和擠壓金屬的σt,可以在0.10~2.00mm之間變化。


  擠壓(ya)墊的高度h為:  h≤d


  在設(she)計計算(suan)時,方法同擠(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)壓(ya)(ya)縮端(duan)面(mian)的(de)計算(suan)。允許(xu)的(de)單位(wei)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)力是(shi)相應(ying)(ying)熱(re)強度鋼的(de)屈服極(ji)限(xian)或(huo)其強度極(ji)限(xian)的(de)0.90~0.95倍,對于有大(da)孔的(de)大(da)型擠(ji)壓(ya)(ya)墊,計算(suan)時同時要(yao)考慮薄片的(de)公式進行彎(wan)曲強度校(xiao)核。


  根據經驗,擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)尺寸可根據擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒和(he)(he)芯(xin)棒來決定(ding)。擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)和(he)(he)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)間(jian)(jian)隙(xi)取(qu)(qu)0.5~1.5mm;擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)和(he)(he)芯(xin)棒之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)間(jian)(jian)隙(xi)取(qu)(qu)0.5~2.0mm,盡(jin)可能取(qu)(qu)小(xiao)值,這是保證鋼管壁厚均勻的(de)措施之(zhi)(zhi)一,但間(jian)(jian)隙(xi)太小(xiao)或配合(he)不(bu)當,會引起(qi)“卡墊(dian)(dian)”現象(xiang);擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)的(de)厚度(du)一般取(qu)(qu)50~120mm,約為(wei)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒直(zhi)徑的(de)三分之(zhi)(zhi)一;擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)兩(liang)端平面必須平行;擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)應耐磨,硬(ying)度(du)HRC為(wei)48~52.擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒直(zhi)徑與坯料直(zhi)徑,擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)直(zhi)徑之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)關系(xi)見表7-9.


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3. 擠壓墊的使用壽命


  在現代臥式管型(xing)材擠壓機(ji)上(shang),采用熱模鋼(如3Cr2W8V或4CrW2Si)制作的(de)擠壓墊的(de)使用壽命(ming):


  當擠(ji)壓碳素鋼管時約為500~600次/只(zhi)(zhi),擠(ji)壓不(bu)銹鋼管時為150~200次/只(zhi)(zhi)。


a. 擠壓墊制造(zao)時的機加工公(gong)差


  擠壓墊制造時的機(ji)加工(gong)公(gong)差(cha):外徑公(gong)差(cha)為±0.3mm;當d=40~100mm時內徑公(gong)差(cha)為+0.2mm,當d>101mm時內徑公(gong)差(cha)為+0.3mm;厚度(du)公(gong)差(cha)為±0.1mm.


b. 擠壓墊的損壞形式


  擠(ji)壓墊(dian)的(de)使用(yong)壽命與擠(ji)壓墊(dian)的(de)材料(liao)、擠(ji)壓坯料(liao)的(de)性能和擠(ji)壓工(gong)藝參數(shu)有(you)關,一般為50~300次/只。


  擠壓(ya)過(guo)程中,擠壓(ya)墊(dian)一直處在高(gao)溫高(gao)壓(ya)的(de)(de)(de)條件(jian)下工作。擠壓(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)前(qian)錐形(xing)(xing)端面長時(shi)間地與高(gao)溫坯(pi)料接觸,導致其機械強度(du)喪失。同時(shi)受到坯(pi)料端面變(bian)形(xing)(xing)金(jin)屬(shu)向中心流動時(shi)的(de)(de)(de)強烈沖刷,引起(qi)擠壓(ya)墊(dian)棱緣的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)和黏結(jie)。當擠壓(ya)將(jiang)近(jin)結(jie)束(shu)時(shi),擠壓(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)區移動至(zhi)陷入變(bian)形(xing)(xing)錐的(de)(de)(de)“死區”內,進一步加(jia)劇(ju)了(le)邊緣的(de)(de)(de)損壞(huai)。同時(shi),擠壓(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)邊緣金(jin)屬(shu)逐漸(jian)向變(bian)形(xing)(xing)區的(de)(de)(de)塑(su)性金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)旁邊彎曲。當擠壓(ya)墊(dian)熱(re)處理后的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)過(guo)高(gao)或(huo)遭受不均勻的(de)(de)(de)急冷時(shi),會引起(qi)擠壓(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)開裂。


  圖7-47所示為臥式鋼(gang)管型材擠(ji)(ji)(ji)壓機的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓墊。圖7-48所示為擠(ji)(ji)(ji)壓時(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓墊形(xing)(xing)狀(zhuang)的(de)(de)改變狀(zhuang)況。擠(ji)(ji)(ji)壓墊工作溫度最(zui)高(gao)的(de)(de)錐(zhui)形(xing)(xing)頂(ding)部是(shi)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)起(qi)源(yuan),經多次使用后,裂(lie)(lie)紋發展形(xing)(xing)成深溝。而擠(ji)(ji)(ji)壓金(jin)屬的(de)(de)摩擦磨損,則以徑(jing)向劃道和粗糙性形(xing)(xing)式留下(xia)痕(hen)跡。此(ci)外,在軸向擠(ji)(ji)(ji)壓力的(de)(de)作用下(xia),擠(ji)(ji)(ji)壓墊被壓縮(suo),尺寸(cun)減(jian)小。


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  圖(tu)7-49所示(shi)為擠(ji)壓(ya)墊錐形(xing)表(biao)面(mian)的(de)磨(mo)損和(he)(he)開裂(lie)情況。從圖(tu)7-49可以(yi)看(kan)出,擠(ji)壓(ya)墊工作最高(gao)的(de)錐形(xing)頂部是裂(lie)紋的(de)起源,擠(ji)壓(ya)墊經多次(ci)使(shi)用后(hou)裂(lie)紋發展形(xing)成深溝,而擠(ji)壓(ya)金屬的(de)摩擦和(he)(he)磨(mo)損則以(yi)劃(hua)道(dao)和(he)(he)粗(cu)紋形(xing)式(shi)留下痕跡。此外,在軸向擠(ji)壓(ya)力的(de)作用下,擠(ji)壓(ya)墊被壓(ya)縮和(he)(he)尺寸(cun)變小。


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  擠(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)的(de)邊緣倒成(cheng)圓角,有(you)利(li)于提(ti)高(gao)擠(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)的(de)使用(yong)壽命(ming)。5~6個(或更(geng)多個)擠(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)輪流(liu)使用(yong),使其在每次工作后能得到(dao)充分(fen)的(de)冷(leng)卻,也有(you)利(li)于擠(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)壽命(ming)的(de)提(ti)高(gao)。


  對于非開裂性損壞的擠壓墊可以采用焊(han)條焊(han)接的方法進行修(xiu)補。