擠壓不銹鋼(gang)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(xiu)鋼管坯料(liao)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(de)壓(ya)力與坯料尺寸及(ji)比壓(ya)之間的(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以下(xia)的(de)擠(ji)壓(ya)機采用(yong)的(de)比(bi)壓(ya)約為300~1300MPa,而(er)50MN以上的(de)擠(ji)壓(ya)機采用(yong)的(de)比(bi)壓(ya)約200~1100MPa。這是由于大噸位(wei)擠(ji)壓(ya)機的(de)坯(pi)料因摩擦引起的(de)阻力(li)相對于小噸位(wei)的(de)擠(ji)壓(ya)機要小。


 擠(ji)壓比(bi)即擠(ji)壓時(shi)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)程度(du)。如(ru)果(guo)擠(ji)壓機的(de)(de)(de)(de)能力許可,則擠(ji)壓比(bi)越(yue)大越(yue)好(hao)。一般鋼(gang)擠(ji)壓時(shi)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓比(bi)在10~60之間。而對于(yu)鑄(zhu)(zhu)坯,擠(ji)壓比(bi)應(ying)大于(yu)20。因為只有(you)大的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)量才能改變(bian)(bian)鑄(zhu)(zhu)態組(zu)織,得到細小的(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒,提(ti)高擠(ji)壓制品(pin)的(de)(de)(de)(de)質量。也有(you)資料介紹,認(ren)為對于(yu)鑄(zhu)(zhu)坯的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓比(bi)取35是最為合適的(de)(de)(de)(de)。不(bu)過(guo)應(ying)該注意的(de)(de)(de)(de)是過(guo)大的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓比(bi),將導致過(guo)大的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流動速度(du),使變(bian)(bian)形(xing)劇(ju)烈,當潤滑劑(ji)不(bu)能滿足要求時(shi),某些材料的(de)(de)(de)(de)制品(pin)表面(mian)會有(you)形(xing)成裂紋的(de)(de)(de)(de)危險。


 圖(tu)2-4所示(shi)為擠壓(ya)比、比壓(ya)和變(bian)形抗(kang)力之間的關系(xi)。此圖(tu)對于選擇擠壓(ya)比十分有用。


圖 2-4 金屬抗力與變形可能性的關系.jpg


此外,在選擇坯料尺(chi)寸時,還應該考慮到擠(ji)壓成品的(de)定尺(chi)長度、輔助設備的(de)能(neng)力(li)等因(yin)素(su)。

  

 表 2-5列(lie)出部分鋼擠壓機采(cai)用的坯料尺(chi)寸


表 2-5 國外部分鋼擠壓機采用的坯料尺寸.jpg


 擠(ji)壓管坯尺寸選擇(ze)的步驟如下:

 

 1. 首先根(gen)據擠壓(ya)的材(cai)料、產品的規格和設備的能力,參考圖2-3、表(biao)2-1預選擠壓(ya)比。


 2. 預選擠壓筒直徑


    根據計算的(de)坯料(liao)直(zhi)徑(jing)(jing),對比(bi)現有(you)擠(ji)壓機擠(ji)壓筒(tong)系列的(de)尺寸,預選擠(ji)壓筒(tong)。在預選擠(ji)壓筒(tong)時,要考(kao)慮到坯料(liao)加(jia)熱時的(de)熱膨脹和(he)(he)坯料(liao)進(jin)擠(ji)壓筒(tong)時應(ying)預留的(de)涂(tu)潤滑劑必要的(de)工藝間隙。此(ci)坯料(liao)的(de)最大直(zhi)徑(jing)(jing)應(ying)比(bi)擠(ji)壓筒(tong)直(zhi)徑(jing)(jing)小1.5%~2%。同時,為(wei)了保證擠(ji)壓鋼管的(de)內(nei)表(biao)面質(zhi)量和(he)(he)壁厚的(de)均(jun)勻(yun)性,坯料(liao)內(nei)孔(kong)直(zhi)徑(jing)(jing)應(ying)比(bi)芯棒(bang)大5%~10%(一般(ban)為(wei)8~20mm)。


 3. 坯料的截面尺寸(cun)確定(ding)之(zhi)后,重新計算擠壓比。


 4. 坯料長度一般不應(ying)超過其直徑(jing)的3.5 ~4.0倍


    坯料過長,會使(shi)擠(ji)壓力(li)和擠(ji)壓時間增加(jia),降低(di)(di)工模具的(de)使(shi)用壽命;而坯料過短則使(shi)生產率降低(di)(di),金屬消(xiao)耗增加(jia),操作頻率增加(jia)。


 5. 進(jin)行擠壓力校核


   在(zai)預選擇(ze)坯料尺寸之后(hou),需要進行(xing)(xing)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)校核(he),檢查(cha)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)是否(fou)在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機的額定壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)范圍內。如擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)太小(xiao),則(ze)(ze)不(bu)能充(chong)分發揮擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機的能力(li)(li);如擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)太大,超過擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機的額定壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li):則(ze)(ze)無法實現產品的擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)過過程。在(zai)這兩種(zhong)情況下,都必須重新(xin)進行(xing)(xing)坯料的選擇(ze)。


 6.  選擇穿(chuan)孔坯料(liao)


   由于(yu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)(de)系(xi)列(lie)與擠壓(ya)筒(tong)的(de)(de)系(xi)列(lie)相匹配(pei),故(gu)擠壓(ya)坯(pi)(pi)料的(de)(de)直徑即為(wei)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)的(de)(de)直徑。一(yi)些擠壓(ya)機(ji)組(zu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)與擠壓(ya)筒(tong)的(de)(de)配(pei)合情況列(lie)于(yu)表2-6。一(yi)般,穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯(pi)(pi)料的(de)(de)直徑比穿(chuan)(chuan)孔(kong)筒(tong)最小(xiao)(xiao)直徑小(xiao)(xiao)1.5%~2.0%(約(yue)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(ya)不銹鋼管的質量。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公司(si)的資料(liao)認為(wei),對于擠壓(ya)空(kong)心坯的加工方(fang)法,取(qu)決于坯料(liao)內徑的大小。一(yi)般對31.5MN擠壓(ya)機(ji),空(kong)心坯的加工方(fang)法是:內孔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(liao)長(chang)度/內徑<7)。


7. 穿(chuan)孔坯料(liao)尺(chi)寸確定(ding)之(zhi)后,還應(ying)該(gai)用鐓粗力(li)和穿(chuan)孔力(li)的(de)計算(suan)公式,進(jin)行(xing)鐓粗力(li)和穿(chuan)孔力(li)的(de)校核。