至德鋼業(yè)不銹鋼管擠壓時變形力的確定結果分析

 浙江至德鋼業(yè)有限公司技術人員，發(fā)現(xiàn)采用無潤滑擠壓不銹鋼管時，很難用一個公式表示擠壓時所需要的力；而在一定溫度下，使用潤滑劑擠壓某種金屬所需要的力，卻可以由理論公式表示，并且由實驗所證實。將變形不銹鋼管坯料加熱到適當?shù)臏囟?，放置在一個高壓鋼制圓簡形的密封容的）內，密封容器的一端由擠壓模封閉，?？椎拿娣e即為所要求得到的制品的斷面。 擠壓筒的另一端由活塞（擠壓桿）密封。擠壓桿可以在擠壓筒內移動，擠壓金屬并使之變形。擠壓桿裝置在擠壓機的主柱塞上，并由擠壓機提供足夠的壓力。擠壓不銹鋼管時，采用帶圓孔的擠壓模，將一根裝置在穿孔柱塞并可在擠壓桿內孔中移動的芯棒通過在擠壓筒中的空心壞料。伸入擠壓?？椎亩◤綆АＨ缓?，擠壓桿在擠壓模和芯棒組成的環(huán)形縫隙中擠壓出不銹鋼管。

  如果在擠壓不銹鋼管時，使用一般的潤滑劑時，摩擦系數(shù)為f=0.05,而有色金屬不同潤滑劑擠壓時，摩擦系數(shù)為f=0.12。各種金屬及合金的變形阻力如圖3-19所示。在不同的溫度下擠壓金屬及合金時，擠壓力隨溫度的變化而增減。用式（3-3)、式（3-4)可以算出金屬和合金在不同擠壓溫度下的變形阻力。因此，對每一種金屬和合金都可以畫出一條表示溫度與變形阻力的關系曲線。在擠壓溫度范圍內，這些曲線都是直線。

 實際上p值位于400~1200MPa,此可作為參考。擠壓機的比壓p值的高低取決于擠壓筒的直徑。如果所選擇的直徑過大，比壓就很低，不能得到足夠的力來完成操作；如果相反，所選擇的擠壓筒直徑太小，擠壓簡就有變形或因不能承受太大的壓力而破裂的危險，還有可能使擠壓桿彎折。圖3-20已經指出，在不同的擠壓機壓力下，應該使用的最大及最小擠壓簡的尺寸，以及最通常的操作所使用的擠壓筒直徑。

 圖2-4也表明，金屬的變形阻力與變形可能性（擠壓比）之間的關系。式（3-1)和式（3-2)還指出，金屬的變形阻力越高，則變形的可能性越小。圖2-4的曲線是以p=400~600~1200MPa繪制的。由圖2-4可以看出，由于碳素鋼的變形抗力很低，其擠壓變形的可能性很大。作為試驗數(shù)據(jù)，可能以擠壓比μ=225進行擠壓加工，即可用直徑為Φ120mm的圓坯料直接擠壓成ф10mmx5mm的不銹鋼管。而相反，耐熱鋼的變形可能性則小得多。如尼莫尼克難熔合金，無論使用什么樣的擠壓機都不可能在一道次擠壓工序中，使其延伸系數(shù)能夠超過μ=80。

 從以上擠壓公式可以預見，如果按照擠壓桿的進程測繪擠壓所需要的力，則曲線將有如圖3-20所示的形狀。圖3-20(a)所示為不使用潤滑劑時，擠壓力與坯料長度的關系。當擠壓開始時，擠壓力很高，隨著操作的進行，擠壓力不斷地減小，當擠壓結束時，此力只相當于無摩擦變形時所需要的力。圖3-20(b)所示為使用潤滑劑擠壓時，擠壓力與坯料長度的關系。摩擦系數(shù)值f的高低決定于所使用的潤滑劑的質量，當選用適當?shù)牟Ａ櫥瑒r，可使摩擦系數(shù)值f很小，操作開始時就沒有頂峰壓力。

  圖3-20(c)所示為使用潤滑劑慢速擠壓時，擠壓力與不銹鋼管坯料長度的關系。當緩慢地進行擠壓時，精確地記錄擠壓力，可以發(fā)現(xiàn)在擠壓不銹鋼管過程中，壓力有所上升，這是由于操作過程中擠壓坯料的冷卻，導致變形抗力增加，于是總的擠壓力隨著操作的進行而增加。最后，如果采用不適當?shù)臐櫥瑒┞贁D壓時，所需要的擠壓力與不銹鋼管坯料長度的關系曲線將會出現(xiàn)兩個峰值壓力，即操作開始時和擠壓結束時的頂峰壓力。而因坯料冷卻所引起的阻力升高，并未因摩擦的減小而抵消。