擠壓不銹(xiu)鋼管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


 一些擠壓(ya)機的壓(ya)力與坯料尺寸(cun)及比壓(ya)之(zhi)間的關系見(jian)表(biao) 2-4。


表 2-4 擠壓機壓力與坯料尺寸及比壓之間的關系.jpg


 一般來說,50MN以下的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)采用(yong)的(de)比壓(ya)約(yue)(yue)為300~1300MPa,而50MN以上的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)采用(yong)的(de)比壓(ya)約(yue)(yue)200~1100MPa。這是由于(yu)大噸(dun)位(wei)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)的(de)坯料因摩擦(ca)引起的(de)阻力相對于(yu)小噸(dun)位(wei)的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)機(ji)(ji)要小。


 擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)比即擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形程度。如果擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力許(xu)可,則(ze)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)比越(yue)大(da)越(yue)好(hao)。一般鋼(gang)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)比在10~60之間。而對于(yu)鑄坯,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)比應大(da)于(yu)20。因(yin)為只(zhi)有大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形量才能(neng)改變(bian)鑄態組織,得到細小的(de)(de)(de)(de)(de)晶粒,提高擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)品的(de)(de)(de)(de)(de)質量。也有資(zi)料介紹,認為對于(yu)鑄坯的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)比取35是最為合適的(de)(de)(de)(de)(de)。不(bu)過應該注意的(de)(de)(de)(de)(de)是過大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)比,將導(dao)致(zhi)過大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流動速度,使變(bian)形劇烈,當潤滑(hua)劑(ji)不(bu)能(neng)滿足要(yao)求時,某(mou)些材料的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)品表面會有形成裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)危險。


 圖(tu)2-4所示為擠壓比、比壓和變(bian)形(xing)抗(kang)力之間的關系。此(ci)圖(tu)對于選(xuan)擇擠壓比十分有用。


圖 2-4 金屬抗力與變形可能性的關系.jpg


此外,在選(xuan)擇坯料尺寸時,還應該考(kao)慮(lv)到擠(ji)壓成品(pin)的定(ding)尺長(chang)度、輔助設備的能力等因素。

  

 表 2-5列出部分鋼擠壓機采用的坯料(liao)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(guan)坯(pi)尺寸選(xuan)擇(ze)的步(bu)驟如下(xia):

 

 1. 首(shou)先根據擠壓的(de)材料(liao)、產品(pin)的(de)規格和設備的(de)能力,參考圖2-3、表2-1預選擠壓比。


 2. 預(yu)選擠(ji)壓筒直徑


    根據(ju)計算的(de)(de)坯(pi)料(liao)直徑(jing)(jing),對比(bi)現(xian)有擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)系列的(de)(de)尺寸,預(yu)選(xuan)(xuan)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)。在預(yu)選(xuan)(xuan)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)時,要考慮到坯(pi)料(liao)加熱時的(de)(de)熱膨脹和坯(pi)料(liao)進擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)時應預(yu)留的(de)(de)涂潤滑(hua)劑必要的(de)(de)工藝間(jian)隙。此坯(pi)料(liao)的(de)(de)最大(da)直徑(jing)(jing)應比(bi)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)直徑(jing)(jing)小1.5%~2%。同時,為了保證擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)鋼管(guan)的(de)(de)內(nei)表面質(zhi)量和壁厚的(de)(de)均勻(yun)性,坯(pi)料(liao)內(nei)孔直徑(jing)(jing)應比(bi)芯棒大(da)5%~10%(一般為8~20mm)。


 3. 坯料的(de)截面尺寸確(que)定(ding)之后,重新計算擠(ji)壓比。


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


    坯料過長(chang),會使(shi)擠壓力(li)和擠壓時間增(zeng)加,降(jiang)低工模(mo)具(ju)的(de)使(shi)用壽(shou)命;而坯料過短則使(shi)生產率降(jiang)低,金(jin)屬消耗增(zeng)加,操作頻(pin)率增(zeng)加。


 5. 進行擠壓力(li)校核


   在預(yu)選擇坯(pi)料尺寸(cun)之(zhi)后(hou),需要進行擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力校核,檢查擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力是否(fou)在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)額定(ding)壓(ya)(ya)(ya)力范圍內。如擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力太小,則不能充分(fen)發揮擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)能力;如擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力太大,超過擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)額定(ding)壓(ya)(ya)(ya)力:則無法實現產品的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過過程。在這兩種情況下,都必須重新(xin)進行坯(pi)料的(de)選擇。


 6.  選擇穿孔(kong)坯料(liao)


   由(you)于(yu)穿孔(kong)筒(tong)(tong)的(de)(de)系(xi)列(lie)(lie)(lie)與(yu)擠壓筒(tong)(tong)的(de)(de)系(xi)列(lie)(lie)(lie)相匹配,故(gu)擠壓坯(pi)料的(de)(de)直(zhi)徑即為穿孔(kong)筒(tong)(tong)的(de)(de)直(zhi)徑。一(yi)些擠壓機組(zu)穿孔(kong)筒(tong)(tong)與(yu)擠壓筒(tong)(tong)的(de)(de)配合(he)情況列(lie)(lie)(lie)于(yu)表2-6。一(yi)般(ban),穿孔(kong)坯(pi)料的(de)(de)直(zhi)徑比穿孔(kong)筒(tong)(tong)最(zui)小直(zhi)徑小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,很難保證擠壓不銹鋼(gang)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。


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(de)資料(liao)認為,對于擠(ji)壓(ya)空心(xin)坯的(de)加(jia)工(gong)方法,取(qu)決于坯料(liao)內徑(jing)(jing)的(de)大(da)小。一(yi)般對31.5MN擠(ji)壓(ya)機,空心(xin)坯的(de)加(jia)工(gong)方法是(shi):內孔(kong)(kong)(kong)(kong)ф<50mm,采用(yong)鉆孔(kong)(kong)(kong)(kong);Φ=20~80mm,采用(yong)預鉆孔(kong)(kong)(kong)(kong)+熱(re)擴孔(kong)(kong)(kong)(kong);ф>50mm,采用(yong)熱(re)穿孔(kong)(kong)(kong)(kong)(坯料(liao)長度/內徑(jing)(jing)<7)。


7. 穿孔(kong)(kong)坯料(liao)尺寸確定之后,還應該用鐓粗力(li)和穿孔(kong)(kong)力(li)的(de)計算公式,進行鐓粗力(li)和穿孔(kong)(kong)力(li)的(de)校(xiao)核。