擠壓法可以生產各種各樣的不銹鋼管產品,擠壓鋼管產品斷面的高精度及其斷面的穩定性,需要大量高壽命和形狀相對穩定的工模具。在設計工模具時,必須先仔細地對全套工模具進行計算。因為,往往由于工模具的結構考慮得不夠周密,以及全套工模具裝配不當,導致工模具過早損壞,從而將大大增加產品的成本。尤其是擠壓不銹鋼管和高鎳合金的管材和型材時,無論是溫度制度方面,還是在坯料形變時的應力承受方面,擠壓工模具的工況條件都是極其嚴酷的,具體來說:


  1. 擠壓(ya)工(gong)模具不(bu)同的工(gong)況條件對其材(cai)質(zhi)、熱處理以及結(jie)構(gou)形(xing)狀都提出了不(bu)同的要求。不(bu)銹鋼(gang)管擠壓(ya)工(gong)模具的材(cai)質(zhi)應能承受工(gong)作時在高壓(ya)下溫度的急(ji)劇變化(hua),周期性的加熱到高溫,隨(sui)后又快速地(di)冷卻(que)和負荷沖擊性下降(jiang)的工(gong)況條件。


  2. 在大多數情況下,擠(ji)壓過程是不平穩的(de)(de),擠(ji)壓工模(mo)具上的(de)(de)沖(chong)擊負荷(he)要(yao)求制造(zao)工模(mo)具的(de)(de)材料具有高的(de)(de)沖(chong)擊韌性,但(dan)這與高硬度的(de)(de)要(yao)求又(you)相矛(mao)盾,則沖(chong)擊韌性反而會降(jiang)低(di)擠(ji)壓工模(mo)具的(de)(de)壽命。


  3. 在擠壓(ya)過程中,工模具(ju)中的(de)一(yi)些部件被加熱到700~800℃的(de)溫(wen)(wen)度,并(bing)在這一(yi)溫(wen)(wen)度下(xia)進(jin)行水(shui)冷或氣冷。


  4. 擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)、芯(xin)棒和擠(ji)壓(ya)模的(de)工(gong)況(kuang)條(tiao)件尤其(qi)嚴酷,沿被(bei)加(jia)熱的(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)內(nei)襯的(de)長(chang)度上(shang),經(jing)常作用有(you)強烈的(de)、不均勻的(de)高溫坯料與內(nei)襯擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)壁之間(jian)的(de)接觸(chu)摩擦力(li),高的(de)徑向壓(ya)力(li),該徑向壓(ya)力(li)隨后又沖擊性的(de)下(xia)降。同時,冷空(kong)氣或水通過擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)內(nei)襯的(de)孔腔,使擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)內(nei)襯受(shou)到強烈地冷卻。在所有(you)這(zhe)些工(gong)況(kuang)條(tiao)件下(xia),在擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)的(de)材料中產(chan)生了熱超應(ying)力(li),并且導(dao)致金屬(shu)材料迅速疲勞,使擠(ji)壓(ya)筒(tong)(tong)內(nei)襯很快產(chan)生破裂或磨損(sun)而(er)損(sun)壞。


  5. 往往工作(zuo)得很好的芯(xin)棒,由(you)于不(bu)良(liang)的操(cao)作(zuo),在高壓(ya)和(he)坯(pi)料加熱不(bu)足的情況下進行擠壓(ya)而遭到破壞。原因(yin)為坯(pi)料加熱不(bu)足而導致擠壓(ya)力急劇(ju)上升。實際上,這種由(you)于不(bu)良(liang)的操(cao)作(zuo)而導致擠壓(ya)工模具損壞的現(xian)象(xiang)是可以避免(mian)的。


  6. 不銹(xiu)鋼管(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工模(mo)具(ju)(ju)因長時間(jian)(jian)停(ting)留(liu)在1100℃以上(shang)的高溫區,而(er)使其壽命大(da)大(da)降(jiang)低。因此,在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工藝和(he)設備設計時,必須力求(qiu)縮(suo)短擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時間(jian)(jian),尤其是(shi)(shi)純擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時間(jian)(jian),應盡(jin)量(liang)控制在3~4s之內完成。可見(jian)對擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)純擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時間(jian)(jian)的控制,并不是(shi)(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機(ji)生產率的需要,而(er)是(shi)(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工模(mo)具(ju)(ju)使用壽命的要求(qiu)。


  7. 采用(yong)(yong)含W和Mo元素(su)的耐熱鋼來(lai)制造工(gong)(gong)模(mo)具時,這類鋼通常是導熱性(xing)能比(bi)較差(cha)。因(yin)此(ci),在溫(wen)度急劇升高(gao)時產生(sheng)的熱沖擊負荷,可(ke)能導致工(gong)(gong)模(mo)具的破壞。為此(ci),工(gong)(gong)模(mo)具在使用(yong)(yong)前的預熱極為重要(yao)。


  8. 應了解工模具在使用時的硬度情況,因為工模具不正確的預熱可能導致其脆性破壞。此外,還必須考慮工模具的配置情況、工模具的尺寸以及有時其結構隨著擠壓不(bu)銹(xiu)鋼坯料的尺寸和產品的尺寸的改變而變化的情況。


  由此可見,工(gong)模具材(cai)料(liao)的(de)選擇是根據擠壓(ya)一定材(cai)料(liao)時(shi)的(de)擠壓(ya)速度(du)條件(jian)、加熱溫度(du)制度(du)、坯料(liao)金屬的(de)塑性(xing)(xing)、擠壓(ya)產品的(de)形(xing)狀、潤滑情況和工(gong)模具被冷卻的(de)可能(neng)性(xing)(xing)等因素進行的(de)。而(er)制造工(gong)模具時(shi),正確(que)的(de)不銹鋼管機加工(gong)工(gong)藝及熱處理制度(du)對工(gong)模具的(de)使用(yong)壽命影(ying)響極(ji)大,其工(gong)藝制度(du)的(de)擬訂起(qi)著決定性(xing)(xing)的(de)作用(yong)。


因此,在設計不(bu)銹鋼管擠壓工模具的形(xing)狀、計算(suan)其(qi)強度和(he)選擇(ze)其(qi)材料時,必(bi)須(xu)考慮(lv)到(dao)工模具各種不(bu)同(tong)的工況條件。