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。擠壓帶翼不銹鋼管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。
在(zai)異(yi)型芯棒的(de)(de)(de)空隙里金屬的(de)(de)(de)徑向流(liu)(liu)動(dong)在(zai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒里就已經開始,并隨著向變形(xing)區(qu)的(de)(de)(de)靠(kao)近而增(zeng)加(圖3-12)。延伸增(zeng)大的(de)(de)(de)同時(shi)(shi),引起擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓筒中金屬流(liu)(liu)動(dong)壓力增(zeng)高,因而導致(zhi)過早充(chong)滿芯棒的(de)(de)(de)異(yi)型空隙。采用(yong)碳素(su)鋼擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓帶(dai)內(nei)翼(yi)的(de)(de)(de)鋼管時(shi)(shi),延伸系數取10~12,能保證(zheng)正常充(chong)滿翼(yi)的(de)(de)(de)形(xing)狀。如前(qian)所述,當擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓光管時(shi)(shi),內(nei)層金屬超(chao)過外(wai)層金屬。如果在(zai)芯棒上(shang)也有(you)更接近于擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓軸線分布的(de)(de)(de)空隙,則其不(bu)均勻流(liu)(liu)動(dong)層被加深(圖3-13)。在(zai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓內(nei)翼(yi)布置不(bu)對稱的(de)(de)(de)鋼管時(shi)(shi),金屬的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)圖像(xiang)原則上(shang)沒有(you)改(gai)變。尼科波爾南方鋼管廠在(zai)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓鰭片管時(shi)(shi),研究了帶(dai)外(wai)翼(yi)鋼管金屬流(liu)(liu)動(dong)的(de)(de)(de)特征,指(zhi)出該過程的(de)(de)(de)特點是不(bu)均勻變形(xing)較大。這是由(you)于制(zhi)品和坯料的(de)(de)(de)幾何形(xing)狀沒有(you)相(xiang)似(si)之處引起的(de)(de)(de)變形(xing)的(de)(de)(de)不(bu)均勻性,可(ke)由(you)坐標網線橫向歪(wai)曲的(de)(de)(de)大小(xiao)來評定。
擠壓(ya)模(mo)口在60°-90°間變(bian)(bian)化,對變(bian)(bian)形區的(de)(de)(de)(de)分(fen)布(bu)和沿(yan)管(guan)坯(pi)(pi)斷(duan)面的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun),變(bian)(bian)形不(bu)(bu)發生(sheng)重大(da)影響(圖(tu)3-14),縱向坐標網線在翼(yi)的(de)(de)(de)(de)斷(duan)面上(shang)沿(yan)管(guan)子(zi)全(quan)長仍然是平行的(de)(de)(de)(de),其間隔距離(li)幾乎沒有(you)變(bian)(bian)化,這就證實了(le)(le)在此斷(duan)面上(shang)的(de)(de)(de)(de)徑向變(bian)(bian)形不(bu)(bu)大(da)。當(dang)擠壓(ya)單個圓盤組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)時(shi),在翼(yi)的(de)(de)(de)(de)空隙處出現局部區域(yu)性強烈變(bian)(bian)形(圖(tu)3-15(b))。在該區域(yu)內,金屬具有(you)切(qie)向流(liu)動(dong)。此為中止擠壓(ya)管(guan)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)翼(yi)帶(dai)和光管(guan)部分(fen)的(de)(de)(de)(de)縱斷(duan)面低倍磨片(pian)所證實(圖(tu)3-15(a)、圖(tu)3-15(b)。翼(yi)上(shang)局部區域(yu)的(de)(de)(de)(de)高(gao)度不(bu)(bu)超過變(bian)(bian)形區的(de)(de)(de)(de)總高(gao)度。在擠壓(ya)不(bu)(bu)銹鋼管(guan)外(wai)表面上(shang)有(you)同心(xin)小槽的(de)(de)(de)(de)坯(pi)(pi)料(liao)時(shi),發現表面層金屬流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)性。在圖(tu)上(shang)可(ke)明顯地看到(dao)翼(yi)的(de)(de)(de)(de)金屬流(liu)動(dong)超前于光管(guan)部分(fen)。根據(ju)實驗結(jie)果組成(cheng)了(le)(le)擠壓(ya)帶(dai)外(wai)翼(yi)不(bu)(bu)銹鋼管(guan)金屬流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)一般系(xi)統(tong)圖(tu)像(xiang),并考慮(lv)了(le)(le)在橫斷(duan)面和縱斷(duan)面上(shang)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)變(bian)(bian)形。
從圖3-17可以看出,線(xian)段AB和(he)(he)NK變(bian)形(xing)(xing)前分(fen)(fen)布在(zai)一個平(ping)面(mian)上(shang),而在(zai)管子里其位置發生了(le)明顯(xian)變(bian)化(hua)。B點和(he)(he)N點的(de)內層金(jin)屬(shu)超過了(le)A點和(he)(he)K點的(de)外(wai)層金(jin)屬(shu),而且線(xian)段N'K'和(he)(he)NK之(zhi)差遠大于線(xian)段A'R'和(he)(he)AB之(zhi)差。這是由于不銹(xiu)鋼(gang)管光(guang)滑部分(fen)(fen)橫斷面(mian)上(shang)金(jin)屬(shu)流動的(de)不均勻性比帶翼(yi)部分(fen)(fen)大。不銹(xiu)鋼(gang)管外(wai)表(biao)面(mian)翼(yi)上(shang)的(de)點超過了(le)相應(ying)的(de)光(guang)管部分(fen)(fen)的(de)點。碳素鋼(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)中止坯料各斷面(mian)顯(xian)微磨片試(shi)樣(yang)所表(biao)現(xian)出的(de)圖像可以證(zheng)實變(bian)形(xing)(xing)的(de)不均勻性(圖3-18).在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)帶翼(yi)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)管時(shi),金(jin)屬(shu)流動的(de)連續性和(he)(he)相對變(bian)形(xing)(xing)的(de)分(fen)(fen)布與(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)光(guang)管時(shi)沒有(you)原(yuan)則上(shang)的(de)區(qu)別。實驗(yan)表(biao)明,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)不銹(xiu)鋼(gang)管和(he)(he)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)有(you)色金(jin)屬(shu)制(zhi)品(pin)時(shi),金(jin)屬(shu)流動情況原(yuan)則上(shang)一樣(yang)。