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(guan)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。


圖3-12.jpg


 在(zai)(zai)異(yi)型(xing)芯棒的(de)(de)空(kong)隙(xi)里(li)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)徑向(xiang)流(liu)動(dong)在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)里(li)就已經開始,并(bing)隨(sui)著(zhu)向(xiang)變(bian)(bian)形(xing)區的(de)(de)靠近而增(zeng)加(圖3-12)。延(yan)伸增(zeng)大(da)的(de)(de)同時(shi)(shi)(shi),引起(qi)擠(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)中金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)壓(ya)力增(zeng)高,因(yin)而導致過(guo)早充滿芯棒的(de)(de)異(yi)型(xing)空(kong)隙(xi)。采用碳素鋼(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)帶內(nei)翼(yi)的(de)(de)鋼(gang)管(guan)(guan)時(shi)(shi)(shi),延(yan)伸系(xi)數取10~12,能(neng)保證(zheng)正(zheng)常充滿翼(yi)的(de)(de)形(xing)狀。如前所述,當擠(ji)(ji)壓(ya)光(guang)管(guan)(guan)時(shi)(shi)(shi),內(nei)層(ceng)(ceng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)超過(guo)外層(ceng)(ceng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)。如果在(zai)(zai)芯棒上也有(you)更(geng)接(jie)近于(yu)(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)軸線分布(bu)的(de)(de)空(kong)隙(xi),則(ze)其不均勻流(liu)動(dong)層(ceng)(ceng)被(bei)加深(shen)(圖3-13)。在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)內(nei)翼(yi)布(bu)置(zhi)不對稱的(de)(de)鋼(gang)管(guan)(guan)時(shi)(shi)(shi),金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)流(liu)動(dong)圖像原則(ze)上沒有(you)改變(bian)(bian)。尼科波爾南方鋼(gang)管(guan)(guan)廠在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)鰭(qi)片管(guan)(guan)時(shi)(shi)(shi),研究了帶外翼(yi)鋼(gang)管(guan)(guan)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)特征,指出該過(guo)程(cheng)的(de)(de)特點(dian)是不均勻變(bian)(bian)形(xing)較大(da)。這(zhe)是由于(yu)(yu)制品(pin)和坯料的(de)(de)幾何形(xing)狀沒有(you)相似之處引起(qi)的(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)不均勻性,可由坐標網線橫向(xiang)歪(wai)曲的(de)(de)大(da)小(xiao)來評定。


圖3-13.jpg   圖3-14.jpg


  擠(ji)壓(ya)模(mo)口在(zai)(zai)(zai)60°-90°間變(bian)化,對變(bian)形區的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)布和(he)沿(yan)管(guan)(guan)坯斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)均勻(yun),變(bian)形不(bu)(bu)發(fa)生(sheng)重(zhong)大影響(圖(tu)3-14),縱(zong)向坐標(biao)網線在(zai)(zai)(zai)翼(yi)的(de)(de)(de)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)上沿(yan)管(guan)(guan)子全長仍然(ran)是平行的(de)(de)(de),其間隔(ge)距離幾乎沒有變(bian)化,這(zhe)就證實(shi)了在(zai)(zai)(zai)此(ci)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)上的(de)(de)(de)徑向變(bian)形不(bu)(bu)大。當擠(ji)壓(ya)單個圓盤組成(cheng)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯時,在(zai)(zai)(zai)翼(yi)的(de)(de)(de)空(kong)隙處出現(xian)局部(bu)區域(yu)性強烈(lie)變(bian)形(圖(tu)3-15(b))。在(zai)(zai)(zai)該(gai)區域(yu)內,金屬具有切向流(liu)動(dong)。此(ci)為中止(zhi)擠(ji)壓(ya)管(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)翼(yi)帶和(he)光管(guan)(guan)部(bu)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)縱(zong)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)低(di)倍(bei)磨(mo)片所證實(shi)(圖(tu)3-15(a)、圖(tu)3-15(b)。翼(yi)上局部(bu)區域(yu)的(de)(de)(de)高度(du)不(bu)(bu)超(chao)過變(bian)形區的(de)(de)(de)總高度(du)。在(zai)(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)外(wai)(wai)表面(mian)(mian)(mian)上有同心小槽(cao)的(de)(de)(de)坯料時,發(fa)現(xian)表面(mian)(mian)(mian)層金屬流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)均勻(yun)性。在(zai)(zai)(zai)圖(tu)上可(ke)明顯地看(kan)到翼(yi)的(de)(de)(de)金屬流(liu)動(dong)超(chao)前于(yu)光管(guan)(guan)部(bu)分(fen)(fen)(fen)。根(gen)據實(shi)驗結果組成(cheng)了擠(ji)壓(ya)帶外(wai)(wai)翼(yi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)金屬流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)一般系統(tong)圖(tu)像,并考慮了在(zai)(zai)(zai)橫斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)和(he)縱(zong)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)(mian)上的(de)(de)(de)不(bu)(bu)均勻(yun)變(bian)形。


圖3-15.jpg 圖3-18.jpg


 從(cong)圖(tu)3-17可以看出(chu)(chu),線(xian)段AB和NK變(bian)(bian)形前(qian)分(fen)(fen)布在(zai)一個平面上,而在(zai)管(guan)子里其(qi)位置發生(sheng)了(le)明顯(xian)變(bian)(bian)化(hua)。B點(dian)(dian)和N點(dian)(dian)的(de)(de)內層金(jin)(jin)屬超過(guo)(guo)了(le)A點(dian)(dian)和K點(dian)(dian)的(de)(de)外層金(jin)(jin)屬,而且線(xian)段N'K'和NK之差遠大于(yu)線(xian)段A'R'和AB之差。這是由于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)光(guang)滑部分(fen)(fen)橫斷(duan)(duan)面上金(jin)(jin)屬流動的(de)(de)不(bu)均勻性比帶(dai)翼部分(fen)(fen)大。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)外表(biao)面翼上的(de)(de)點(dian)(dian)超過(guo)(guo)了(le)相應的(de)(de)光(guang)管(guan)部分(fen)(fen)的(de)(de)點(dian)(dian)。碳素鋼(gang)擠壓試驗中(zhong)止坯料各(ge)斷(duan)(duan)面顯(xian)微(wei)磨片試樣(yang)所表(biao)現出(chu)(chu)的(de)(de)圖(tu)像可以證實變(bian)(bian)形的(de)(de)不(bu)均勻性(圖(tu)3-18).在(zai)擠壓帶(dai)翼的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)時,金(jin)(jin)屬流動的(de)(de)連(lian)續性和相對(dui)變(bian)(bian)形的(de)(de)分(fen)(fen)布與擠壓光(guang)管(guan)時沒有原(yuan)(yuan)則上的(de)(de)區別。實驗表(biao)明,擠壓不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)和擠壓有色金(jin)(jin)屬制品時,金(jin)(jin)屬流動情況原(yuan)(yuan)則上一樣(yang)。