在不銹鋼管擠壓過程中,芯棒首先插入模孔與模孔形成環狀孔腔。在擠壓時,形成擠壓制品的內部輪廓。
在擠壓過程中,芯棒承受高的(de)機械負荷(he)和(he)熱(re)(re)(re)負荷(he)。芯棒處于被加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)到1200℃高溫的(de)坯料中,在較(jiao)大的(de)深度上被加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)從而降低其力學性能。在每(mei)次(ci)擠壓后,芯棒被加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)到700~800℃,然后用(yong)水冷卻(que)。
同(tong)時,由于擠壓(ya)時金屬沿著芯(xin)棒表(biao)面(mian)的(de)流動速度超過芯(xin)棒的(de)行程速度,因此在芯(xin)棒上產生了(le)軸向拉伸應力。
在擠壓(ya)不銹鋼管過程中,作用于芯棒上的力的大小取決于一系列的因素,可能達到其總擠壓力的15%~20%.而芯棒表面受熱的溫度會達到800℃,并在金屬移動的過程中對芯棒產生強烈的熱滑動摩擦而引起了芯棒表面的磨損。
當擠(ji)壓缸回程時(shi),軸向拉(la)伸力(li)瞬時(shi)產(chan)生,在芯棒上(shang)又(you)引起了沖擊性的拉(la)伸力(li)。
擠壓時,當不銹鋼管坯料的直徑和擠壓筒的直徑差比較大且坯料壓縮不足時,則在芯棒中將會產生附加的彎曲力。
同樣,當(dang)不銹鋼管坯(pi)料的(de)加熱溫(wen)(wen)度不均(jun)勻(yun)或加熱溫(wen)(wen)度不足時,也(ye)會在芯棒中產生彎曲力。
若不銹鋼管坯料(liao)的(de)潤滑不到(dao)位,在擠(ji)壓時金屬和芯棒(bang)就會(hui)產(chan)生黏結而咬(yao)合,這(zhe)不僅(jin)導致芯棒(bang)上拉伸力(li)的(de)提高,而且嚴(yan)重的(de)會(hui)引起擠(ji)壓制品的(de)報廢。
流出(chu)金屬對芯(xin)棒(bang)(bang)的作用力在(zai)(zai)(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)過(guo)程中隨著不銹鋼管坯料長度的減小而發生變化(hua)。在(zai)(zai)(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)的最后(hou)(hou)瞬間(jian),當壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)的高度接近擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)坯料的“死區”時(shi),芯(xin)棒(bang)(bang)的工(gong)作條件最為惡劣。這在(zai)(zai)(zai)(zai)確定(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)的厚度時(shi)必(bi)須要考慮到。因為在(zai)(zai)(zai)(zai)實踐中證明(ming),芯(xin)棒(bang)(bang)的斷裂大多數發生在(zai)(zai)(zai)(zai)與最后(hou)(hou)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)階段(duan)相應于芯(xin)棒(bang)(bang)后(hou)(hou)三分之一(yi)的長度距(ju)離上。擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)結束后(hou)(hou),芯(xin)棒(bang)(bang)后(hou)(hou)退。在(zai)(zai)(zai)(zai)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模部(bu)件的鎖緊(jin)裝置打開后(hou)(hou),擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)桿將壓(ya)(ya)(ya)(ya)余(yu)(yu)連(lian)同擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)墊(dian)一(yi)起推出(chu),芯(xin)棒(bang)(bang)急跳式(shi)地(di)退出(chu)變形區,同樣惡化(hua)了其工(gong)作條件。
擠壓(ya)(ya)芯棒(bang)(bang)的內部冷卻盡管復(fu)雜(za),但仍廣(guang)泛(fan)應用(yong)于擠壓(ya)(ya)生(sheng)產(chan)。冷卻的不均勻將引起(qi)芯棒(bang)(bang)中產(chan)生(sheng)附加應力,其(qi)結(jie)果是(shi)在芯棒(bang)(bang)的表面上出現(xian)網狀裂(lie)紋,導致芯棒(bang)(bang)斷(duan)裂(lie)。急(ji)劇冷卻,對于大尺寸的芯棒(bang)(bang)尤其(qi)危險(xian)。
芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)在(zai)使用之(zhi)前,要(yao)預(yu)熱到(dao)250~400℃,一(yi)方面可以避免在(zai)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)插(cha)入空心坯(pi)時(shi),引起其內(nei)表面溫度的(de)驟(zou)降;另一(yi)方面芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)預(yu)熱后(hou)提高了(le)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)材料的(de)韌性,減少了(le)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)表面因受到(dao)沖擊(ji)性熱負荷而導致龜裂的(de)危險性。
由于芯棒在變形區(qu)內(nei)(nei)移動著工作,故其磨損情況會好(hao)一些,但由于被包圍在高(gao)溫管坯內(nei)(nei),散熱條(tiao)件極(ji)差,其工作表面最(zui)高(gao)溫度可(ke)達到800℃,故使用后需(xu)冷卻,而(er)大部分芯棒的損壞(huai)主要都是由于局部直徑減小(稱為縮頸)和表面疲(pi)勞裂紋。因此,芯棒必須具(ju)有良好(hao)的韌性(xing)(在20~650℃內(nei)(nei)沖擊(ji)韌性(xing)不低(di)于539~1176kJ/㎡)、硬度(HRC=45~50)和表面光(guang)潔度(達7級以(yi)上)。

