任何一種新的不銹鋼管材料在一定噸位的擠壓機上,生產規格范圍較廣的產品時,根據最佳擠壓溫度和允許的最佳變形量,編制擠壓工藝,對穩定擠壓工藝過程、保證產品質量和產量十分有益。
在現有或新建的(de)(de)(de)擠壓機上,對于試制(zhi)(zhi)新材料(liao)的(de)(de)(de)新產品和(he)(he)大量生(sheng)產的(de)(de)(de)老產品,通過試驗(yan)研(yan)究和(he)(he)經(jing)驗(yan)總結(jie),繪制(zhi)(zhi)出以延(yan)伸(shen)系數(shu)和(he)(he)坯料(liao)的(de)(de)(de)加熱溫(wen)度為坐標的(de)(de)(de)材料(liao)不銹鋼(gang)管可能(neng)的(de)(de)(de)變(bian)形制(zhi)(zhi)度曲線,如圖5-1所示。
在一定的加熱溫度條件下,變形程度增大將引起坯料金屬流出壓力增加,而金屬流出壓力受到擠壓機能力或擠壓工模具強度的限制。隨著不銹鋼管坯料加熱溫度的升高,允許的變形程度增大,因此,曲線Ⅰ(1區域和2區域之間)是材料在一定的延伸系數和加熱溫度的條件下,材料的極限的允許擠壓力。曲線Ⅱ(1區域和3區域之間)是在絕熱條件下,因熱效應而使金屬溫度升高與部分晶界熔化的曲線。因此,1區域為產品質量令人滿意時的區域,2區域是超過允許壓力的區域,3區域是晶界熔化區域。
如果提高(gao)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)能力或擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工模(mo)具(ju)的(de)(de)允許應力,1區域將(jiang)會擴大,并且新的(de)(de)曲線將(jiang)受到各種(zhong)具(ju)體條(tiao)件(jian)的(de)(de)限(xian)制(圖5-1(b),其中P1>P2>P3)。在(zai)(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)變(bian)形(xing)(xing)過程中,部(bu)分熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)用于熔(rong)化(hua)玻璃潤滑劑、加熱(re)(re)(re)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工模(mo)具(ju)和散發到周圍(wei)的(de)(de)空(kong)間(jian);其余則(ze)留(liu)(liu)在(zai)(zai)(zai)變(bian)形(xing)(xing)金(jin)(jin)屬內(nei)(nei),用于提高(gao)坯料溫度(du)。在(zai)(zai)(zai)其他(ta)條(tiao)件(jian)相同(tong)的(de)(de)情況(kuang)下,留(liu)(liu)在(zai)(zai)(zai)變(bian)形(xing)(xing)金(jin)(jin)屬內(nei)(nei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)與總熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)的(de)(de)比值(zhi)與擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)速(su)度(du)有關,其中可能有兩種(zhong)極(ji)(ji)端的(de)(de)情況(kuang):1. 當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)速(su)度(du)非常低時,變(bian)形(xing)(xing)熱(re)(re)(re)完(wan)全(quan)散發到周圍(wei)空(kong)間(jian),即變(bian)形(xing)(xing)流動在(zai)(zai)(zai)等溫條(tiao)件(jian)下進(jin)行;2. 當擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)速(su)度(du)無限(xian)大時,全(quan)部(bu)變(bian)形(xing)(xing)熱(re)(re)(re)都(dou)留(liu)(liu)在(zai)(zai)(zai)金(jin)(jin)屬內(nei)(nei),并建立了(le)絕熱(re)(re)(re)條(tiao)件(jian)。實際上這兩種(zhong)極(ji)(ji)端條(tiao)件(jian)是不存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de),因此實際情況(kuang)是在(zai)(zai)(zai)這兩種(zhong)極(ji)(ji)限(xian)情況(kuang)之間(jian)。
對現有的擠壓機,繪制用于各種鋼的變形制度曲線具有實用意義。尼科波爾南方鋼管廠的專家Г.И.Гуляeв(Г.И.古里亞耶夫)等通過研究,用計算法繪制了適用于該廠3150噸液壓擠壓機擠壓06Cr18Ni11Ti不銹鋼管時的所有品種的變形制度曲線。除此之外,對擠壓機的每一種尺寸的擠壓筒也都繪制了相應的曲線。在計算和繪制各種材料的變形制度曲線時,需根據具體情況采用不同的限制條件。尼科波爾南方鋼管廠采用的限制因素為:
1. 擠壓機的(de)名義擠壓力或擠壓桿上的(de)應力不大于(yu)1100MPa;
2. 擠(ji)壓不銹鋼管材料的晶粒開(kai)始(shi)熔化溫(wen)度為1325℃;
3. 擠壓不銹鋼管材(cai)(cai)料在變(bian)形過程中和(he)變(bian)形終了的(de)溫度較高,使奧氏體晶粒長(chang)大。由于(yu)材(cai)(cai)料在加熱和(he)冷(leng)卻過程中沒有發(fa)生相變(bian),在冷(leng)卻時材(cai)(cai)料的(de)晶粒度不變(bian),因此,對(dui)于(yu)其用于(yu)再加工(gong)(冷(leng)加工(gong))的(de)商(shang)品管坯料的(de)加熱溫度為1220℃。
為(wei)了(le)判斷(duan)在(zai)繪制(zhi)變形(xing)制(zhi)度(du)(du)曲線(xian)(xian)時(shi)采用(yong)的(de)假(jia)設是否(fou)正確,尼科(ke)波爾南方不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管廠用(yong)06Cr18Ni11Ti不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)坯料進(jin)行(xing)了(le)一系列(lie)的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)試驗(yan),包(bao)括設定準確的(de)加(jia)熱溫度(du)(du)和(he)(he)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力,以(yi)及坯料的(de)加(jia)熱溫度(du)(du)和(he)(he)延伸系數(shu)在(zai)比較寬(kuan)的(de)范圍內變化(hua)等。將(jiang)試驗(yan)結果與計算(suan)數(shu)據進(jin)行(xing)比較,制(zhi)定保證商品管和(he)(he)再加(jia)工不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管質量的(de)變形(xing)制(zhi)度(du)(du)曲線(xian)(xian)。3150噸擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機ф190mm擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒在(zai)不(bu)(bu)同擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)力的(de)條件下,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)06Cr18Ni11Ti不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管時(shi)可能(neng)的(de)變形(xing)制(zhi)度(du)(du)曲線(xian)(xian)如(ru)圖5-2所(suo)示(shi)。