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(xiu)鋼管(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)異型(xing)(xing)芯棒的(de)(de)(de)(de)空隙(xi)里金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)徑(jing)向(xiang)流(liu)動(dong)(dong)在(zai)擠(ji)壓(ya)筒里就已(yi)經開始,并隨著向(xiang)變形(xing)(xing)區的(de)(de)(de)(de)靠近而增(zeng)加(圖3-12)。延(yan)伸(shen)增(zeng)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)同時(shi),引起擠(ji)壓(ya)筒中金(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)(dong)壓(ya)力增(zeng)高,因而導致過早充滿(man)芯棒的(de)(de)(de)(de)異型(xing)(xing)空隙(xi)。采(cai)用碳素(su)鋼擠(ji)壓(ya)帶內(nei)(nei)翼的(de)(de)(de)(de)鋼管(guan)時(shi),延(yan)伸(shen)系數取10~12,能(neng)保證正(zheng)常充滿(man)翼的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)。如(ru)前所述,當擠(ji)壓(ya)光(guang)管(guan)時(shi),內(nei)(nei)層金(jin)(jin)屬(shu)超過外(wai)層金(jin)(jin)屬(shu)。如(ru)果(guo)在(zai)芯棒上也有(you)更接近于(yu)擠(ji)壓(ya)軸線分布(bu)的(de)(de)(de)(de)空隙(xi),則其不均(jun)勻(yun)流(liu)動(dong)(dong)層被加深(圖3-13)。在(zai)擠(ji)壓(ya)內(nei)(nei)翼布(bu)置不對(dui)稱的(de)(de)(de)(de)鋼管(guan)時(shi),金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)(dong)圖像原則上沒(mei)有(you)改(gai)變。尼科(ke)波爾南方鋼管(guan)廠在(zai)擠(ji)壓(ya)鰭片管(guan)時(shi),研究了帶外(wai)翼鋼管(guan)金(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)特征,指出該過程的(de)(de)(de)(de)特點是不均(jun)勻(yun)變形(xing)(xing)較大(da)(da)。這是由于(yu)制(zhi)品和坯料的(de)(de)(de)(de)幾何形(xing)(xing)狀(zhuang)沒(mei)有(you)相似之處引起的(de)(de)(de)(de)變形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)不均(jun)勻(yun)性,可(ke)由坐(zuo)標(biao)網線橫向(xiang)歪曲(qu)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)來評定。


圖3-13.jpg   圖3-14.jpg


  擠(ji)壓模口在(zai)60°-90°間(jian)變(bian)化(hua),對變(bian)形(xing)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布和沿(yan)(yan)管(guan)(guan)(guan)坯斷面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)不均勻(yun),變(bian)形(xing)不發生重大影響(圖(tu)3-14),縱向(xiang)(xiang)坐(zuo)標網線(xian)在(zai)翼(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)斷面(mian)(mian)上(shang)沿(yan)(yan)管(guan)(guan)(guan)子全長(chang)仍然是平行的(de)(de)(de)(de),其間(jian)隔距離幾乎(hu)沒有變(bian)化(hua),這(zhe)就證(zheng)(zheng)實(shi)了在(zai)此(ci)斷面(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)徑向(xiang)(xiang)變(bian)形(xing)不大。當(dang)擠(ji)壓單個圓(yuan)盤組(zu)成的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)坯時(shi)(shi),在(zai)翼(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)空隙(xi)處出現(xian)局部(bu)區(qu)(qu)域性強烈變(bian)形(xing)(圖(tu)3-15(b))。在(zai)該區(qu)(qu)域內(nei),金(jin)屬具有切向(xiang)(xiang)流動(dong)。此(ci)為(wei)中止擠(ji)壓管(guan)(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)(de)翼(yi)(yi)(yi)帶和光管(guan)(guan)(guan)部(bu)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)縱斷面(mian)(mian)低倍磨片所證(zheng)(zheng)實(shi)(圖(tu)3-15(a)、圖(tu)3-15(b)。翼(yi)(yi)(yi)上(shang)局部(bu)區(qu)(qu)域的(de)(de)(de)(de)高度不超過變(bian)形(xing)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)總(zong)高度。在(zai)擠(ji)壓不銹鋼管(guan)(guan)(guan)外表面(mian)(mian)上(shang)有同心小槽的(de)(de)(de)(de)坯料時(shi)(shi),發現(xian)表面(mian)(mian)層(ceng)金(jin)屬流動(dong)的(de)(de)(de)(de)不均勻(yun)性。在(zai)圖(tu)上(shang)可明顯(xian)地看(kan)到翼(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流動(dong)超前于光管(guan)(guan)(guan)部(bu)分(fen)(fen)。根據實(shi)驗結果(guo)組(zu)成了擠(ji)壓帶外翼(yi)(yi)(yi)不銹鋼管(guan)(guan)(guan)金(jin)屬流動(dong)的(de)(de)(de)(de)一般系(xi)統圖(tu)像(xiang),并考(kao)慮(lv)了在(zai)橫斷面(mian)(mian)和縱斷面(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)不均勻(yun)變(bian)形(xing)。


圖3-15.jpg 圖3-18.jpg


 從圖(tu)3-17可以看出,線(xian)段AB和(he)NK變形(xing)前分布(bu)在一個平面(mian)上,而在管(guan)(guan)子里其(qi)位置發生了明顯(xian)變化。B點(dian)和(he)N點(dian)的(de)內(nei)層(ceng)金(jin)(jin)(jin)屬超過了A點(dian)和(he)K點(dian)的(de)外層(ceng)金(jin)(jin)(jin)屬,而且線(xian)段N'K'和(he)NK之(zhi)差遠大(da)于(yu)線(xian)段A'R'和(he)AB之(zhi)差。這是(shi)由(you)于(yu)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)光滑(hua)部分橫斷(duan)面(mian)上金(jin)(jin)(jin)屬流(liu)動的(de)不均(jun)勻性(xing)比帶翼(yi)部分大(da)。不銹鋼(gang)管(guan)(guan)外表面(mian)翼(yi)上的(de)點(dian)超過了相應的(de)光管(guan)(guan)部分的(de)點(dian)。碳素鋼(gang)擠壓(ya)試驗(yan)中止坯料(liao)各斷(duan)面(mian)顯(xian)微磨片試樣所表現出的(de)圖(tu)像(xiang)可以證實(shi)變形(xing)的(de)不均(jun)勻性(xing)(圖(tu)3-18).在擠壓(ya)帶翼(yi)的(de)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)時,金(jin)(jin)(jin)屬流(liu)動的(de)連續(xu)性(xing)和(he)相對變形(xing)的(de)分布(bu)與擠壓(ya)光管(guan)(guan)時沒有(you)原則(ze)(ze)上的(de)區別。實(shi)驗(yan)表明,擠壓(ya)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)和(he)擠壓(ya)有(you)色(se)金(jin)(jin)(jin)屬制(zhi)品時,金(jin)(jin)(jin)屬流(liu)動情況原則(ze)(ze)上一樣。