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(ji)壓(ya)不銹鋼管(guan)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(ju)不同(tong)的(de)工(gong)況(kuang)條(tiao)件(jian)對其材質、熱處理以及(ji)結(jie)構形狀都(dou)提(ti)出(chu)了不同(tong)的(de)要求。不銹鋼(gang)管擠壓(ya)工(gong)模具(ju)的(de)材質應能承受工(gong)作時在高壓(ya)下溫(wen)度(du)的(de)急劇變化,周期性的(de)加熱到(dao)高溫(wen),隨后又快速地冷卻和負荷(he)沖(chong)擊性下降的(de)工(gong)況(kuang)條(tiao)件(jian)。
2. 在大(da)多數情況下,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過(guo)程是不平(ping)穩的,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工(gong)(gong)模(mo)具(ju)(ju)上的沖擊負荷(he)要(yao)求制造工(gong)(gong)模(mo)具(ju)(ju)的材料(liao)具(ju)(ju)有(you)高的沖擊韌(ren)性,但這與(yu)高硬度的要(yao)求又(you)相(xiang)矛盾(dun),則沖擊韌(ren)性反而(er)會降(jiang)低(di)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工(gong)(gong)模(mo)具(ju)(ju)的壽(shou)命。
3. 在(zai)擠壓(ya)過程中,工模具中的(de)一(yi)些部件被加熱(re)到(dao)700~800℃的(de)溫度(du),并在(zai)這一(yi)溫度(du)下(xia)進行水冷或氣冷。
4. 擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)、芯棒(bang)和擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模的(de)(de)工況條(tiao)件尤其嚴酷,沿被(bei)加熱的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)(chen)的(de)(de)長度上,經常作用有強烈的(de)(de)、不(bu)均(jun)勻的(de)(de)高溫坯料(liao)與內(nei)襯(chen)(chen)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)壁(bi)之間的(de)(de)接觸摩擦力,高的(de)(de)徑向壓(ya)(ya)(ya)力,該徑向壓(ya)(ya)(ya)力隨后又沖擊性的(de)(de)下降。同時,冷空氣(qi)或水通過(guo)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)(chen)的(de)(de)孔腔,使擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)(chen)受到強烈地冷卻。在(zai)所有這些工況條(tiao)件下,在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)的(de)(de)材料(liao)中產(chan)生了(le)熱超應力,并(bing)且(qie)導致金(jin)屬材料(liao)迅(xun)速疲勞(lao),使擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)內(nei)襯(chen)(chen)很快產(chan)生破(po)裂或磨損(sun)而損(sun)壞。
5. 往(wang)往(wang)工作得很好的芯(xin)棒,由(you)于不良的操作,在高壓(ya)和坯料加熱不足的情況下進行擠(ji)壓(ya)而遭(zao)到破壞。原因為(wei)坯料加熱不足而導致擠(ji)壓(ya)力急劇上(shang)升。實際上(shang),這種由(you)于不良的操作而導致擠(ji)壓(ya)工模具損(sun)壞的現象是可(ke)以避(bi)免的。
6. 不銹(xiu)鋼管擠(ji)壓(ya)工(gong)模具(ju)因(yin)長時(shi)間(jian)停留在(zai)1100℃以上的(de)高溫區,而使其壽命大大降低。因(yin)此,在(zai)擠(ji)壓(ya)工(gong)藝(yi)和設備設計時(shi),必須力求(qiu)縮短擠(ji)壓(ya)時(shi)間(jian),尤(you)其是純(chun)擠(ji)壓(ya)時(shi)間(jian),應盡量控(kong)制在(zai)3~4s之內完成。可見對擠(ji)壓(ya)機純(chun)擠(ji)壓(ya)時(shi)間(jian)的(de)控(kong)制,并不是擠(ji)壓(ya)機生產率(lv)的(de)需要,而是擠(ji)壓(ya)工(gong)模具(ju)使用壽命的(de)要求(qiu)。
7. 采用含W和Mo元素(su)的耐熱(re)鋼來制造工(gong)模(mo)具(ju)(ju)時,這(zhe)類鋼通(tong)常是導熱(re)性能比(bi)較差。因(yin)此(ci),在溫度急劇升高時產生的熱(re)沖擊負荷,可能導致工(gong)模(mo)具(ju)(ju)的破壞(huai)。為(wei)此(ci),工(gong)模(mo)具(ju)(ju)在使用前的預熱(re)極為(wei)重要。
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銹鋼(gang)坯料的尺寸和產品的尺寸的改變而變化的情況。
由此可(ke)見,工(gong)模(mo)具(ju)材料(liao)的(de)選(xuan)擇是根據(ju)擠(ji)(ji)(ji)壓一定材料(liao)時(shi)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓速(su)度條件、加(jia)熱溫度制(zhi)度、坯料(liao)金屬的(de)塑性(xing)、擠(ji)(ji)(ji)壓產品(pin)的(de)形狀、潤(run)滑情況和工(gong)模(mo)具(ju)被冷卻(que)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)等因素(su)進行的(de)。而制(zhi)造工(gong)模(mo)具(ju)時(shi),正確的(de)不銹鋼管機加(jia)工(gong)工(gong)藝及(ji)熱處理制(zhi)度對工(gong)模(mo)具(ju)的(de)使(shi)用壽命影響極大(da),其工(gong)藝制(zhi)度的(de)擬訂起著決定性(xing)的(de)作用。
因(yin)此,在設(she)計不銹鋼管擠壓工模具的(de)(de)形狀、計算其強(qiang)度和選擇其材料時,必須(xu)考(kao)慮到工模具各種不同的(de)(de)工況條件。

