不銹鋼管(guan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時,擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)置于坯(pi)料(liao)和擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)之(zhi)(zhi)間,起著保護擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)作用,使擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)不與高溫坯(pi)料(liao)直接(jie)接(jie)觸,以(yi)免擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)受到(dao)高溫坯(pi)料(liao)的(de)(de)熱影響(xiang)。并且,擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)和擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)及擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)芯棒之(zhi)(zhi)間的(de)(de)精確配合,減(jian)輕了(le)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)前進時的(de)(de)摩(mo)擦力和磨(mo)損(sun),同(tong)時也防止了(le)金屬黏結(jie)在擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)上,使擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)(dian)和壓(ya)(ya)(ya)余的(de)(de)分離更加(jia)容(rong)易進行。


  在不銹(xiu)鋼管擠壓過程中,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. 擠壓墊的種(zhong)類(lei)和結構形式


  擠(ji)壓墊的(de)(de)結構(gou)主(zhu)要有(you)在擠(ji)壓實心型材時(shi)用(yong)的(de)(de)整體型擠(ji)壓墊和在擠(ji)壓鋼管及空(kong)心型材時(shi)用(yong)的(de)(de)帶有(you)芯棒(bang)孔的(de)(de)擠(ji)壓墊兩種(zhong)。


  另外,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊按其在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時和(he)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿的(de)連(lian)接(jie)形式又(you)有(you)與擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿牢固連(lian)接(jie)和(he)沒(mei)有(you)連(lian)接(jie)呈自由狀態的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊兩種。


  借助(zhu)于連(lian)接(jie)螺紋和(he)擠(ji)(ji)壓桿牢固連(lian)接(jie)的(de)擠(ji)(ji)壓墊(dian),通常(chang)用于小(xiao)型擠(ji)(ji)壓機(ji)或立式機(ji)械擠(ji)(ji)壓機(ji)上。這種(zhong)擠(ji)(ji)壓墊(dian)也(ye)稱為桿頭,可連(lian)續使用直至磨損(sun)或破壞。


  和擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿沒有任何固定連(lian)接,完全呈自由(you)狀態的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian),在(zai)現(xian)代大型(xing)臥式(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)上(shang)一(yi)般都采用(yong)(yong)這(zhe)(zhe)種類(lei)型(xing)的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)。而且使(shi)(shi)用(yong)(yong)時往往采用(yong)(yong)由(you)5~8個擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)組成一(yi)組的(de)套墊(dian)輪流使(shi)(shi)用(yong)(yong)。這(zhe)(zhe)樣,在(zai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)過(guo)(guo)程(cheng)中可以(yi)通過(guo)(guo)空氣或(huo)水浴進行冷卻,使(shi)(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)工作溫度保持(chi)在(zai)150~200℃.提(ti)高了擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命。


  按照擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang),可分(fen)為(wei)平墊(dian)、錐形(xing)(xing)墊(dian)、凹形(xing)(xing)墊(dian)和帶(dai)溝(gou)槽的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)等(deng)五種結(jie)(jie)構(gou)形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang),如圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-45和圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-46所示(shi)(shi)。圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-46所示(shi)(shi)為(wei)一(yi)般臥式管型材擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)采(cai)用的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)結(jie)(jie)構(gou)形(xing)(xing)式。為(wei)了減小擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)與擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒內(nei)襯之間(jian)的(de)(de)(de)接觸表面,采(cai)用帶(dai)溝(gou)槽的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(d));為(wei)了減小擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)料的(de)(de)(de)厚度,將擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)前(qian)端(duan)面做成具(ju)有(you)與擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)相適應(ying)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(c)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(d))的(de)(de)(de)錐形(xing)(xing)墊(dian);在(zai)要求實(shi)現沒有(you)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮尾的(de)(de)(de)條件下,采(cai)用帶(dai)有(you)凸形(xing)(xing)端(duan)面的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(b)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-46(e));為(wei)了防止在(zai)切壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)前(qian),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)和壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)過早分(fen)離,采(cai)用圓周(zhou)刻槽的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-45(b)).


45.jpg

46.jpg


  帶(dai)有溝槽(cao)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)除了(le)避免高溫坯料對(dui)于擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)熱(re)作用,以及(ji)與(yu)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)、擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)芯(xin)棒的(de)(de)(de)(de)緊密配(pei)合,降低了(le)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)對(dui)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內壁的(de)(de)(de)(de)摩擦(ca)力(li),減(jian)小了(le)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)磨損(sun),并(bing)防(fang)(fang)止(zhi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)黏(nian)在擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)桿(gan)上之外,更主要的(de)(de)(de)(de)是在自(zi)動(dong)化控制的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機上,防(fang)(fang)止(zhi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)和(he)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)過早地自(zi)動(dong)分(fen)(fen)離,而(er)使(shi)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)結束后壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)緊貼在擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)模座上,導致當擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)回程(cheng)50m時,無法帶(dai)離壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)并(bing)為壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)的(de)(de)(de)(de)鋸(ju)(ju)切(qie)留出下鋸(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)空間,而(er)影(ying)響到擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機自(zi)動(dong)化操作的(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)進行。采用帶(dai)溝槽(cao)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian),能有效地防(fang)(fang)止(zhi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)和(he)擠(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)過早分(fen)(fen)離。


  在設計帶溝(gou)(gou)槽(cao)的(de)(de)擠壓墊(dian)(dian)時,溝(gou)(gou)槽(cao)的(de)(de)深度和(he)個數(shu)(shu)應適當。溝(gou)(gou)槽(cao)的(de)(de)個數(shu)(shu)太多和(he)深度太深,都會導致壓余和(he)擠壓墊(dian)(dian)的(de)(de)分離困(kun)難;而(er)溝(gou)(gou)槽(cao)的(de)(de)數(shu)(shu)量太少,或深度太淺,則無法達到應有的(de)(de)效果。



2. 擠壓墊(dian)的設計


  擠(ji)壓墊的(de)主要工(gong)藝尺寸是其工(gong)作直徑(jing)和高度(du)。擠(ji)壓墊的(de)工(gong)作直徑(jing)d,取擠(ji)壓筒內襯的(de)直徑(jing)Dk減去工(gong)藝間隙a之差值,即:  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。


  擠壓墊的高(gao)度(du)h為:  h≤d


  在設計計算時(shi)(shi),方法同擠(ji)壓桿壓縮(suo)端面的(de)(de)計算。允(yun)許(xu)的(de)(de)單位壓應(ying)力(li)是相(xiang)應(ying)熱強度鋼的(de)(de)屈(qu)服極限(xian)(xian)或其(qi)強度極限(xian)(xian)的(de)(de)0.90~0.95倍,對于有(you)大(da)孔的(de)(de)大(da)型(xing)擠(ji)壓墊,計算時(shi)(shi)同時(shi)(shi)要考慮薄(bo)片(pian)的(de)(de)公式進行彎曲強度校(xiao)核。


  根(gen)據經驗,擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)的(de)(de)尺寸可(ke)根(gen)據擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)和(he)芯棒來(lai)決定(ding)。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)和(he)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)之間(jian)的(de)(de)間(jian)隙(xi)取(qu)0.5~1.5mm;擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)和(he)芯棒之間(jian)的(de)(de)間(jian)隙(xi)取(qu)0.5~2.0mm,盡可(ke)能取(qu)小(xiao)值(zhi),這(zhe)是保證鋼(gang)管壁厚均(jun)勻(yun)的(de)(de)措施之一(yi),但間(jian)隙(xi)太小(xiao)或配合不當,會(hui)引(yin)起“卡墊(dian)”現象;擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)的(de)(de)厚度(du)一(yi)般取(qu)50~120mm,約為擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)直徑(jing)(jing)的(de)(de)三分之一(yi);擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)兩(liang)端平面(mian)必須平行;擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)應耐磨,硬度(du)HRC為48~52.擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)(tong)直徑(jing)(jing)與坯料直徑(jing)(jing),擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)直徑(jing)(jing)之間(jian)的(de)(de)關系見表(biao)7-9.


表 9.jpg



3. 擠壓墊的使(shi)用壽命


  在現代臥式管型材擠(ji)壓機(ji)上,采(cai)用熱模(mo)鋼(gang)(如3Cr2W8V或4CrW2Si)制作的擠(ji)壓墊的使用壽(shou)命:


  當擠(ji)壓碳素鋼管(guan)時約為500~600次/只,擠(ji)壓不銹(xiu)鋼管(guan)時為150~200次/只。


a. 擠(ji)壓墊制造時的機加工(gong)公(gong)差


  擠壓(ya)墊制(zhi)造時的(de)機加工公差(cha)(cha):外徑(jing)公差(cha)(cha)為(wei)±0.3mm;當(dang)d=40~100mm時內徑(jing)公差(cha)(cha)為(wei)+0.2mm,當(dang)d>101mm時內徑(jing)公差(cha)(cha)為(wei)+0.3mm;厚度公差(cha)(cha)為(wei)±0.1mm.


b. 擠壓墊的損(sun)壞形式


  擠(ji)壓墊的(de)(de)使用壽命與擠(ji)壓墊的(de)(de)材料(liao)、擠(ji)壓坯(pi)料(liao)的(de)(de)性(xing)能和擠(ji)壓工(gong)藝參(can)數(shu)有關,一般為50~300次/只。


  擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)過(guo)程中,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊一(yi)直(zhi)處在高溫(wen)高壓(ya)(ya)(ya)的(de)條件(jian)下工作。擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊的(de)前(qian)錐(zhui)形端面長時(shi)間地與高溫(wen)坯料(liao)接觸(chu),導致(zhi)其機械強度(du)喪失。同時(shi)受到坯料(liao)端面變(bian)(bian)形金屬向中心流動(dong)時(shi)的(de)強烈沖刷,引起(qi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊棱緣(yuan)的(de)變(bian)(bian)形和黏結。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)將近結束時(shi),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊的(de)變(bian)(bian)形區移動(dong)至(zhi)陷(xian)入變(bian)(bian)形錐(zhui)的(de)“死(si)區”內,進(jin)一(yi)步加(jia)劇(ju)了邊緣(yuan)的(de)損(sun)壞。同時(shi),擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊的(de)邊緣(yuan)金屬逐漸向變(bian)(bian)形區的(de)塑性金屬的(de)旁邊彎(wan)曲。當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊熱(re)處理(li)后的(de)硬(ying)度(du)過(guo)高或遭受不均(jun)勻的(de)急(ji)冷時(shi),會(hui)引起(qi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊的(de)開裂。


  圖7-47所示為(wei)臥式鋼管型材擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)。圖7-48所示為(wei)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)形狀的(de)改(gai)變狀況(kuang)。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)工(gong)作(zuo)溫度最高的(de)錐形頂部是裂紋的(de)起源,經多次使(shi)用(yong)后,裂紋發展形成深(shen)溝。而(er)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)金屬的(de)摩擦磨損,則(ze)以徑(jing)向劃道和粗(cu)糙性形式留(liu)下痕跡。此外(wai),在軸向擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)力的(de)作(zuo)用(yong)下,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian)被壓(ya)縮,尺(chi)寸減小(xiao)。


47.jpg


  圖(tu)7-49所示為擠(ji)壓墊(dian)錐形(xing)(xing)(xing)表面的(de)(de)磨損和開裂情況。從圖(tu)7-49可(ke)以看(kan)出,擠(ji)壓墊(dian)工(gong)作最高的(de)(de)錐形(xing)(xing)(xing)頂部是裂紋(wen)的(de)(de)起源,擠(ji)壓墊(dian)經(jing)多(duo)次使用(yong)后裂紋(wen)發展形(xing)(xing)(xing)成深溝,而擠(ji)壓金屬(shu)的(de)(de)摩擦和磨損則以劃道和粗紋(wen)形(xing)(xing)(xing)式留下痕跡。此(ci)外(wai),在軸(zhou)向(xiang)擠(ji)壓力的(de)(de)作用(yong)下,擠(ji)壓墊(dian)被壓縮和尺寸變(bian)小(xiao)。


48.jpg



  擠壓墊的(de)(de)邊緣(yuan)倒成圓角,有利(li)于提高(gao)擠壓墊的(de)(de)使(shi)用壽命。5~6個(或(huo)更多個)擠壓墊輪流(liu)使(shi)用,使(shi)其(qi)在每次工(gong)作后能得到充分的(de)(de)冷卻,也有利(li)于擠壓墊壽命的(de)(de)提高(gao)。


  對于非開(kai)裂性損壞的(de)擠壓墊可(ke)以采用焊條焊接的(de)方(fang)法(fa)進(jin)行修補。