研究擠壓(ya)時的(de)金屬流動規律(lv)是正確(que)制(zhi)定擠壓(ya)工藝和確(que)保擠壓(ya)制(zhi)品高質(zhi)量的(de)基(ji)礎。香蕉視頻app破解碼:不銹鋼管擠壓時(shi)的(de)金屬流動與其擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)表面(mian)有無工藝潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)或(huo)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)的(de)好壞有著(zhu)密(mi)切的(de)關系。為了說明使(shi)(shi)用(yong)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)與不使(shi)(shi)用(yong)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)條件的(de)區別,采用(yong)以(yi)下試驗方法:在預(yu)先從中心軸面(mian)切為兩(liang)半的(de)圓坯料的(de)平(ping)面(mian)上(shang),刻上(shang)格子(zi)形的(de)槽(cao)(圖3-1)。然后,把兩(liang)個相等的(de)部分重(zhong)疊起來,加以(yi)焊(han)接并擠(ji)壓(ya)(ya),擠(ji)壓(ya)(ya)后再重(zhong)新分開。如果仔細(xi)地用(yong)合適的(de)制品填塞細(xi)槽(cao),在擠(ji)壓(ya)(ya)后就能發(fa)現細(xi)槽(cao)延(yan)長了,這樣就可(ke)以(yi)看出擠(ji)壓(ya)(ya)香蕉視頻app破解碼:不銹鋼管坯料變形(xing)過程的全貌。
圖3-2(b)顯示了不銹鋼管擠壓時使用玻璃潤滑劑的結果。可以看出,當坯料向前推進時,并不發生變形,只是在坯料靠近擠壓模,其邊緣陸續接近模前區域時,才發生變形。坯料的整個表面形成了擠壓制品的表面。圖3-2(a)顯示了當無玻璃潤滑劑進行擠壓時,坯料的中部首先受到擠壓,而坯料的外部及其與擠壓模接觸的部分卻傾向于停留在原處不動。這是由坯料與工具之間的(de)(de)(de)(de)高度摩擦以及坯料表面的(de)(de)(de)(de)冷卻所引起(qi)的(de)(de)(de)(de)變形(xing)阻力的(de)(de)(de)(de)增加所造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。其后果是在模座的(de)(de)(de)(de)角上(shang)形(xing)成(cheng)了不移動(dong)的(de)(de)(de)(de)部分金(jin)屬成(cheng)為“死(si)區(qu)”。而(er)“死(si)區(qu)”的(de)(de)(de)(de)存在,將會(hui)導致無(wu)潤(run)滑劑擠壓時操作上(shang)的(de)(de)(de)(de)許多復雜情況(kuang)。
分析(xi)帶玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑擠壓(ya)(ya)棒材時坯料(liao)(liao)金屬的(de)流(liu)(liu)動情(qing)況(圖(tu)3-3),可以看(kan)出,擠壓(ya)(ya)時,具有高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)潤(run)滑(hua)(hua)性能的(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑(玻(bo)璃墊(dian))被(bei)坯料(liao)(liao)壓(ya)(ya)向擠壓(ya)(ya)模(mo),并(bing)由于(yu)接觸高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)坯料(liao)(liao)而熔(rong)化(hua);熔(rong)化(hua)的(de)玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)劑和被(bei)擠壓(ya)(ya)的(de)坯料(liao)(liao)同時流(liu)(liu)向擠壓(ya)(ya)模(mo)孔,并(bing)從(cong)模(mo)孔中(zhong)流(liu)(liu)出。于(yu)是隨(sui)著(zhu)擠壓(ya)(ya)過程的(de)進行,玻(bo)璃潤(run)滑(hua)(hua)墊(dian)不(bu)斷地熔(rong)化(hua),并(bing)在擠壓(ya)(ya)棒材的(de)表面上形成(cheng)一層連(lian)續的(de)厚度約為0.02mm的(de)玻(bo)璃薄膜,將高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)棒材與擠壓(ya)(ya)模(mo)隔離,防止了模(mo)子的(de)過熱和棒材的(de)氧(yang)化(hua)。
為了(le)證明擠壓(ya)時金屬流動的(de)(de)(de)這一(yi)特性,采用無外層(ceng)偏(pian)析的(de)(de)(de)沸(fei)騰(teng)鋼鑄坯(pi)經擠壓(ya)成異型材(cai)(cai)后,制成顯(xian)微(wei)磨片試樣觀察其金屬流動的(de)(de)(de)情況。由圖3-4可以看到,在異型材(cai)(cai)全長的(de)(de)(de)外表(biao)面上,仍然保留著原來(lai)鑄坯(pi)表(biao)面上的(de)(de)(de)一(yi)層(ceng)無偏(pian)析組織結構(gou)。
另外(wai)(wai),在(zai)(zai)采用合(he)適的和足夠的玻璃潤滑劑配(pei)合(he)無外(wai)(wai)層(ceng)偏(pian)析(xi)(xi)的沸騰鋼(gang)坯料(liao),經擠壓(ya)成(cheng)條材之(zhi)后(hou),在(zai)(zai)酸(suan)浸(jin)高倍試樣(試劑配(pei)方為(wei):氯(lv)化(hua)銅10g、氯(lv)化(hua)亞(ya)錫0.5g、氯(lv)化(hua)鐵30g、鹽酸(suan)(濃)30L,水(稀(xi)釋用)500L,乙醇(chun)500L)上,顯示的金(jin)屬流動(dong)情(qing)況(圖3-5)證明,在(zai)(zai)擠壓(ya)過程中,坯料(liao)金(jin)屬的各個斷面相繼流過模孔,鋼(gang)坯中心部(bu)分的偏(pian)析(xi)(xi)組織(zhi)在(zai)(zai)擠壓(ya)成(cheng)條材后(hou)仍然留在(zai)(zai)中心部(bu)位。而(er)無偏(pian)析(xi)(xi)坯料(liao)的外(wai)(wai)表(biao)面經擠壓(ya)成(cheng)條材后(hou),形(xing)成(cheng)了條材無偏(pian)析(xi)(xi)的外(wai)(wai)表(biao)面。
圖3-6所示為無潤滑劑(ji)擠壓輕合金坯(pi)料,擠壓后(hou)壓余的低倍組(zu)(zu)織(zhi)圖像。從圖3-6可以看出(chu)網(wang)格,研究其(qi)組(zu)(zu)織(zhi)結(jie)構所得出(chu)的結(jie)論(lun)是,用(yong)適當的潤滑劑(ji)擠壓條材時,結(jie)晶組(zu)(zu)織(zhi)很均(jun)勻。而條材全長上的力學性能(neng)是一致的,擠壓操(cao)作不會影響變形金屬(shu)的質量。因為擠壓過程只在(zai)幾秒鐘時間內(nei)結束,在(zai)該變(bian)形條(tiao)件下(xia),能夠很精確地掌握(wo)金屬的變(bian)形溫度,變(bian)形操作幾乎是在(zai)“等(deng)溫”條(tiao)件下(xia)進行(xing),所以,在(zai)擠(ji)壓制品內(nei)可以避免(mian)出
據上所(suo)述(shu)(shu),不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)熱擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)塑性變形(xing)(xing)(xing),使金(jin)(jin)屬(shu)(shu)產生(sheng)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)可(ke)描述(shu)(shu)如(ru)下(xia)。當(dang)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)過(guo)程(cheng)開(kai)始時,接近(jin)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模一端的(de)(de)(de)坯料金(jin)(jin)屬(shu)(shu)幾乎(hu)旋(xuan)轉了并流(liu)(liu)入擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)模和芯棒組成(cheng)的(de)(de)(de)環形(xing)(xing)(xing)孔隙,形(xing)(xing)(xing)成(cheng)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)外表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)。而坯料的(de)(de)(de)內層(ceng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流(liu)(liu)動(dong)(dong)超過(guo)外層(ceng),形(xing)(xing)(xing)成(cheng)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)內表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)。在變形(xing)(xing)(xing)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)穩(wen)定流(liu)(liu)動(dong)(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),管(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)側面(mian)(mian)(mian)轉為相應的(de)(de)(de)鋼管(guan)(guan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)。當(dang)擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)過(guo)程(cheng)將近(jin)結(jie)束(shu)時,在留有一定壓(ya)余的(de)(de)(de)情況下(xia),變形(xing)(xing)(xing)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)狀(zhuang)況起了改(gai)變,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流(liu)(liu)動(dong)(dong)不(bu)僅沿著模子,而且還(huan)沿著擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)墊(dian),形(xing)(xing)(xing)成(cheng)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)內表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)。可(ke)見,坯料加(jia)工的(de)(de)(de)原(yuan)始表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)加(jia)工精度和端面(mian)(mian)(mian)加(jia)工精度對于擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)后鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)質量有著重要的(de)(de)(de)影(ying)響。
圖(tu)3-7所示為(wei)經(jing)過擠(ji)(ji)壓(ya)和(he)(he)熱處理的1Cr18Ni9Ti不銹(xiu)鋼(gang)(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)條(tiao)材的顯(xian)微組(zu)織(zhi)。圖(tu)3-8所示為(wei)經(jing)過擠(ji)(ji)壓(ya)、冷拔(ba)和(he)(he)熱處理的0Cr18Ni10不銹(xiu)鋼(gang)(gang)擠(ji)(ji)壓(ya)條(tiao)材的顯(xian)微組(zu)織(zhi)。擠(ji)(ji)壓(ya)的方法能夠在三個主要方向(xiang)上(shang)進行壓(ya)力(li)變形只要在工其設計上(shang)預先采政(zheng)措施,避免張應力(li)區,行壓(ya)力(li)變形(應變)。因(yin)金屬品種,例如,含鎢量(liang)為(wei)18%的高速鋼(gang)(gang)、含鈷量(liang)為(wei)4%的S.816(美)、鉬及(ji)其合金、球墨
鑄鐵(tie)以及尼莫尼克型難熔(rong)合金。
擠壓(ya)(ya)時(shi)(shi),研(yan)究(jiu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流動(dong)(dong)(dong)特點(dian)的(de)(de)主(zhu)要(yao)問題(ti)集中(zhong)(zhong)(zhong)在研(yan)究(jiu)變(bian)(bian)形(xing)在坯料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)分(fen)(fen)布。分(fen)(fen)析試(shi)驗資料(liao)(liao)表明(ming),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)變(bian)(bian)形(xing)時(shi)(shi)的(de)(de)內摩擦(ca)是影響變(bian)(bian)形(xing)區(qu)(qu)大(da)小和形(xing)狀的(de)(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素。使用有(you)效的(de)(de)玻璃潤滑劑(ji),可(ke)以(yi)使變(bian)(bian)形(xing)區(qu)(qu)集中(zhong)(zhong)(zhong)在“模(mo)前(qian)區(qu)(qu)”,當金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)塑性一致時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)各點(dian)的(de)(de)流動(dong)(dong)(dong)速(su)度幾乎相(xiang)等;而(er)當采用的(de)(de)玻璃潤滑劑(ji)摩擦(ca)系數較(jiao)大(da)時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)流動(dong)(dong)(dong)則分(fen)(fen)為兩部(bu)(bu)分(fen)(fen),中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)部(bu)(bu)分(fen)(fen)的(de)(de)流動(dong)(dong)(dong)速(su)度較(jiao)快,外層部(bu)(bu)分(fen)(fen)流速(su)較(jiao)慢;當摩擦(ca)系數很大(da)時(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)塑性變(bian)(bian)形(xing)不均勻。根(gen)據(ju)以(yi)上情況分(fen)(fen)析,擠壓(ya)(ya)時(shi)(shi)坯料(liao)(liao)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)流動(dong)(dong)(dong)可(ke)以(yi)分(fen)(fen)為三個區(qu)(qu):靠(kao)近模(mo)口的(de)(de)“模(mo)前(qian)區(qu)(qu)”,這(zhe)部(bu)(bu)分(fen)(fen)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)向(xiang)模(mo)口流動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)速(su)度很快;接(jie)近擠壓(ya)(ya)墊的(de)(de)“墊前(qian)區(qu)(qu)”,這(zhe)部(bu)(bu)分(fen)(fen)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)由(you)于溫度較(jiao)低(di),變(bian)(bian)形(xing)較(jiao)小,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流向(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)部(bu)(bu);接(jie)觸(chu)擠壓(ya)(ya)筒的(de)(de)“坯料(liao)(liao)外層區(qu)(qu)”,因(yin)為摩擦(ca)力較(jiao)大(da),其中(zhong)(zhong)(zhong)一部(bu)(bu)分(fen)(fen)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流向(xiang)補充中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)區(qu)(qu),而(er)另(ling)一部(bu)(bu)分(fen)(fen)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)則流向(xiang)后部(bu)(bu)區(qu)(qu),并部(bu)(bu)分(fen)(fen)進(jin)入擠壓(ya)(ya)余料(liao)(liao)。
擠(ji)(ji)壓時,金(jin)屬變形(xing)(xing)(xing)流動不均(jun)(jun)導致制品各點的(de)(de)(de)(de)變形(xing)(xing)(xing)量不一致,在制品徑向截面上離中心越(yue)遠的(de)(de)(de)(de)點,變形(xing)(xing)(xing)量越(yue)小(xiao)。摩擦(ca)系(xi)數越(yue)大(da),變形(xing)(xing)(xing)沿徑向分布的(de)(de)(de)(de)不均(jun)(jun)勻(yun)程度(du)越(yue)大(da)。不同的(de)(de)(de)(de)材料,在相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)潤滑(hua)條(tiao)件下,擠(ji)(ji)壓不銹鋼管(guan)時,其變形(xing)(xing)(xing)區(qu)分布的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)取決于(yu)金(jin)屬變形(xing)(xing)(xing)抗力(li)與摩擦(ca)力(li)的(de)(de)(de)(de)比值。并(bing)且,隨(sui)著該比值的(de)(de)(de)(de)增加,不均(jun)(jun)勻(yun)變形(xing)(xing)(xing)減小(xiao)。而最強烈的(de)(de)(de)(de)變形(xing)(xing)(xing)集中在擠(ji)(ji)壓模里,并(bing)可描繪成(cheng)以擠(ji)(ji)壓模入口錐角線的(de)(de)(de)(de)交(jiao)點為中心的(de)(de)(de)(de)半圓區(qu)內(模前區(qu)),如圖(tu)3-9所示(shi)。并(bing)且擠(ji)(ji)壓高強度(du)鎳合金(jin)管(guan)以及球墨鑄鐵時,所形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流動圖(tu)像不變。
隨著模(mo)孔工作(zuo)錐角度的增大,變(bian)形區(qu)的高(gao)度增加。當角度達到一(yi)定值時,分布在擠(ji)壓筒和(he)擠(ji)壓模(mo)壁上被稱為(wei)“死(si)區(qu)”的金屬產生破(po)裂,破(po)口(kou)使管子表(biao)面出現縱向折疊和(he)直線(xian)形的缺(que)陷。而(er)這(zhe)種情況也取決(jue)于工藝潤滑(hua)劑的使用效果。
不銹鋼管擠壓時,金屬流動的連續性是極為重要的工藝指標,而此需由合適的工藝潤滑劑來提供保障。潤滑薄膜的效果,同樣可以用坯料縱向或端部刻坐標網格及顯微磨片的方法來判斷。圖3-10所示為321不銹鋼管縱向外表面層顯微結構的磨片試樣。
表層的顯微結構從圖3-10(a)可以看出,金(jin)屬流線纖維平行分(fen)布(bu)。說明(ming)剪切變形(xing)被限制在潤(run)滑(hua)層內,不分(fen)布(bu)在金(jin)屬的深處,璃(li)潤(run)滑(hua)劑的效果(guo)良好。而圖3-10(b)所示為(wei)玻(bo)璃(li)潤(run)滑(hua)劑薄(bo)膜的連(lian)續(xu)性遭到身性(xing)的(de)破壞。在(zai)接觸(chu)工具(ju)處金屬裸露,并粘在(zai)工具(ju)上(shang),之后粘離的(de)金屬又隨同不銹鋼管前行。可以看出(chu),在(zai)鋼管的(de)入口處少(shao)部分(fen)變(bian)形結(jie)構呈波浪形纖維結(jie)構。而鄰近(jin)的(de)金屬繞(rao)過接觸(chu)處形成(cheng)不均(jun)勻變(bian)形區,因此(ci),在(zai)一定(ding)的(de)條件(jian)下將引起不銹鋼管的(de)表(biao)面缺陷。
圖(tu)(tu)3-11顯示了(le)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)不(bu)銹鋼管(guan)時金屬流動的順序,由圖(tu)(tu)3-11可以看(kan)出,坯(pi)料兩端(duan)刻(ke)有坐標網格經擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)后,在接近(jin)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模一端(duan)的全部(bu)坐標網進入管(guan)子的前端(duan)外表面上(shang),并(bing)且坐標網變(bian)得窄了(le)。而管(guan)坯(pi)表面接近(jin)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)墊一端(duan)的部(bu)分在不(bu)銹鋼管(guan)后端(duan)形成(cheng)內表面。而這一端(duan)帶坐標網格表面的其(qi)余部(bu)分留在壓(ya)(ya)(ya)余內。