擠壓不銹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)力與坯料尺寸及比壓(ya)之間的關系(xi)見(jian)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(ban)來說,50MN以(yi)下的(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)機(ji)采用的(de)(de)(de)比(bi)壓(ya)(ya)約為300~1300MPa,而50MN以(yi)上的(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)機(ji)采用的(de)(de)(de)比(bi)壓(ya)(ya)約200~1100MPa。這是(shi)由于大噸(dun)位(wei)擠壓(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)坯料因摩擦引起的(de)(de)(de)阻力(li)相對于小(xiao)噸(dun)位(wei)的(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)機(ji)要小(xiao)。


 擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比即擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時的(de)變(bian)形(xing)程度(du)。如果擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機的(de)能力許可(ke),則擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比越大(da)(da)越好(hao)。一般鋼擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比在10~60之間。而對于鑄坯,擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比應(ying)大(da)(da)于20。因為(wei)(wei)只有(you)大(da)(da)的(de)變(bian)形(xing)量(liang)才能改(gai)變(bian)鑄態組織,得到細小的(de)晶粒,提(ti)高擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)品的(de)質(zhi)量(liang)。也有(you)資料介紹,認為(wei)(wei)對于鑄坯的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比取35是(shi)最(zui)為(wei)(wei)合適的(de)。不過(guo)應(ying)該注意的(de)是(shi)過(guo)大(da)(da)的(de)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)比,將導致過(guo)大(da)(da)的(de)金(jin)屬流動速度(du),使變(bian)形(xing)劇烈,當(dang)潤(run)滑劑(ji)不能滿足要求(qiu)時,某些(xie)材料的(de)制(zhi)品表面會有(you)形(xing)成裂紋的(de)危險。


 圖2-4所示(shi)為擠壓比(bi)、比(bi)壓和變(bian)形(xing)抗力之間(jian)的(de)關系。此(ci)圖對于選擇(ze)擠壓比(bi)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(pi)料尺(chi)寸時(shi),還應該(gai)考(kao)慮到擠(ji)壓(ya)成品的(de)定尺(chi)長度、輔助設備的(de)能力等因素。

  

 表 2-5列出部分鋼擠壓機采用(yong)的坯(pi)料(liao)尺寸


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(xia):

 

 1. 首先根據擠壓的材料、產品的規格(ge)和設備的能力,參考圖2-3、表2-1預選擠壓比。


 2. 預選(xuan)擠壓(ya)筒直徑


    根據(ju)計算的(de)(de)坯(pi)料(liao)直(zhi)徑,對比(bi)現有擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒系(xi)列的(de)(de)尺寸,預(yu)選擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒。在預(yu)選擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒時,要考(kao)慮到坯(pi)料(liao)加(jia)熱(re)時的(de)(de)熱(re)膨脹和(he)坯(pi)料(liao)進擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒時應(ying)預(yu)留的(de)(de)涂潤滑(hua)劑(ji)必要的(de)(de)工藝間隙。此坯(pi)料(liao)的(de)(de)最(zui)大直(zhi)徑應(ying)比(bi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒直(zhi)徑小1.5%~2%。同(tong)時,為(wei)了保證(zheng)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼管的(de)(de)內表面質量和(he)壁厚的(de)(de)均勻性,坯(pi)料(liao)內孔直(zhi)徑應(ying)比(bi)芯棒大5%~10%(一般為(wei)8~20mm)。


 3. 坯料的截面尺寸確定之(zhi)后(hou),重(zhong)新計(ji)算擠壓比。


 4. 坯料長度(du)一般不應(ying)超過其直徑的3.5 ~4.0倍(bei)


    坯(pi)料(liao)(liao)過長(chang),會使擠壓(ya)力和擠壓(ya)時間增加,降(jiang)低工(gong)模(mo)具的使用壽(shou)命;而坯(pi)料(liao)(liao)過短則使生產率降(jiang)低,金屬消(xiao)耗增加,操作頻率增加。


 5. 進行擠壓力校核


   在(zai)預選擇坯料尺寸之(zhi)后,需要進行擠(ji)壓(ya)力校核,檢(jian)查擠(ji)壓(ya)力是(shi)否在(zai)擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)額定(ding)壓(ya)力范圍(wei)內。如擠(ji)壓(ya)力太小,則不能充分發揮擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)能力;如擠(ji)壓(ya)力太大,超過(guo)擠(ji)壓(ya)機(ji)的(de)(de)額定(ding)壓(ya)力:則無法實現產(chan)品的(de)(de)擠(ji)壓(ya)過(guo)過(guo)程。在(zai)這兩種(zhong)情(qing)況下(xia),都必(bi)須重(zhong)新進行坯料的(de)(de)選擇。


 6.  選擇穿孔坯料


   由于穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)系列與擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)的(de)(de)系列相匹配,故擠(ji)壓(ya)(ya)坯料(liao)的(de)(de)直徑即(ji)為(wei)穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)的(de)(de)直徑。一(yi)些擠(ji)壓(ya)(ya)機組穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)與擠(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)的(de)(de)配合(he)情況列于表2-6。一(yi)般(ban),穿(chuan)孔(kong)(kong)坯料(liao)的(de)(de)直徑比穿(chuan)孔(kong)(kong)筒(tong)最小直徑小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(ji)壓不銹鋼管(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(de)國 Schloemann公司的資料(liao)認為,對(dui)于擠壓空心坯(pi)(pi)的加(jia)工(gong)方法,取決于坯(pi)(pi)料(liao)內徑的大小(xiao)。一般對(dui)31.5MN擠壓機(ji),空心坯(pi)(pi)的加(jia)工(gong)方法是(shi):內孔(kong)ф<50mm,采用鉆孔(kong);Φ=20~80mm,采用預鉆孔(kong)+熱擴(kuo)孔(kong);ф>50mm,采用熱穿孔(kong)(坯(pi)(pi)料(liao)長度(du)/內徑<7)。


7. 穿(chuan)孔(kong)坯料(liao)尺寸確定之后,還應該用(yong)鐓粗力(li)和穿(chuan)孔(kong)力(li)的(de)計算公式,進行鐓粗力(li)和穿(chuan)孔(kong)力(li)的(de)校核。