浙江至德鋼業有限公司在擠壓帶翼不銹鋼管時,局部的金屬有較大的不均勻變形,這就可能導致金屬斷裂,型材形狀充不滿或型材扭曲。因此,研究金屬流動的規律性對于工模具孔型設計具有重要意義。擠壓帶翼不銹鋼管時的金屬流動特性的研究借助于坐標網和組合坯料來進行。擠壓帶翼鋼管時,擠壓模入口在較寬范圍內變化,對變形區的分布和金屬在擠壓芯棒空隙里的徑向變形的大小不產生重大的影響。因此,模子錐角的大小應該以保證金屬流動不產生破裂為條件進行選擇。一般70°~80°被認為是最合適的。
在(zai)(zai)異(yi)(yi)型芯棒(bang)的(de)(de)(de)(de)空隙(xi)里金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)徑向(xiang)流(liu)(liu)動(dong)(dong)在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)筒里就已經開始,并(bing)隨著(zhu)向(xiang)變(bian)形(xing)區(qu)的(de)(de)(de)(de)靠近(jin)而(er)增加(圖3-12)。延伸增大(da)的(de)(de)(de)(de)同(tong)時,引起(qi)擠壓(ya)(ya)(ya)筒中金屬(shu)流(liu)(liu)動(dong)(dong)壓(ya)(ya)(ya)力增高,因(yin)而(er)導致過早充(chong)滿(man)芯棒(bang)的(de)(de)(de)(de)異(yi)(yi)型空隙(xi)。采(cai)用碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)擠壓(ya)(ya)(ya)帶內翼(yi)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管時,延伸系(xi)數取(qu)10~12,能保證(zheng)正常充(chong)滿(man)翼(yi)的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)。如(ru)前所述,當擠壓(ya)(ya)(ya)光管時,內層金屬(shu)超過外層金屬(shu)。如(ru)果在(zai)(zai)芯棒(bang)上(shang)也(ye)有更接近(jin)于擠壓(ya)(ya)(ya)軸線分布(bu)的(de)(de)(de)(de)空隙(xi),則其(qi)不均勻(yun)流(liu)(liu)動(dong)(dong)層被加深(圖3-13)。在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)內翼(yi)布(bu)置不對稱的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管時,金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)圖像原則上(shang)沒(mei)有改變(bian)。尼(ni)科(ke)波爾南方(fang)鋼(gang)(gang)(gang)管廠在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)鰭片管時,研究了帶外翼(yi)鋼(gang)(gang)(gang)管金屬(shu)流(liu)(liu)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)特(te)征,指出該過程的(de)(de)(de)(de)特(te)點是不均勻(yun)變(bian)形(xing)較(jiao)大(da)。這是由于制品(pin)和(he)坯料的(de)(de)(de)(de)幾何形(xing)狀(zhuang)沒(mei)有相似之處引起(qi)的(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)不均勻(yun)性,可由坐標(biao)網線橫向(xiang)歪曲的(de)(de)(de)(de)大(da)小來(lai)評定。
擠(ji)壓(ya)模口在(zai)(zai)60°-90°間變化,對變形區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布和(he)(he)沿管(guan)(guan)坯斷面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun),變形不(bu)發生重大影響(圖(tu)(tu)(tu)3-14),縱(zong)向(xiang)(xiang)坐標網(wang)線在(zai)(zai)翼(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷面(mian)上(shang)沿管(guan)(guan)子全長仍然(ran)是平行的(de)(de)(de)(de)(de)(de),其間隔距離(li)幾乎沒有(you)(you)變化,這就(jiu)證(zheng)實了在(zai)(zai)此斷面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)徑(jing)向(xiang)(xiang)變形不(bu)大。當擠(ji)壓(ya)單個圓盤組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)坯時(shi),在(zai)(zai)翼(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空隙處出現局部(bu)區(qu)(qu)域(yu)性強烈變形(圖(tu)(tu)(tu)3-15(b))。在(zai)(zai)該區(qu)(qu)域(yu)內,金(jin)屬(shu)(shu)具有(you)(you)切向(xiang)(xiang)流(liu)動(dong)(dong)。此為(wei)中止擠(ji)壓(ya)管(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)翼(yi)帶(dai)和(he)(he)光管(guan)(guan)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)縱(zong)斷面(mian)低倍磨(mo)片所證(zheng)實(圖(tu)(tu)(tu)3-15(a)、圖(tu)(tu)(tu)3-15(b)。翼(yi)上(shang)局部(bu)區(qu)(qu)域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高度不(bu)超過(guo)變形區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)總高度。在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)上(shang)有(you)(you)同心小槽(cao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)坯料時(shi),發現表(biao)(biao)面(mian)層金(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)性。在(zai)(zai)圖(tu)(tu)(tu)上(shang)可明顯地看(kan)到翼(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)(dong)超前于光管(guan)(guan)部(bu)分。根據(ju)實驗(yan)結(jie)果組成(cheng)了擠(ji)壓(ya)帶(dai)外(wai)翼(yi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)金(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一般系統圖(tu)(tu)(tu)像,并(bing)考慮了在(zai)(zai)橫斷面(mian)和(he)(he)縱(zong)斷面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)變形。
從圖(tu)3-17可(ke)以看出(chu),線(xian)段AB和(he)(he)NK變(bian)(bian)形(xing)前分(fen)(fen)布在一個平(ping)面(mian)上(shang)(shang),而在管(guan)(guan)子里其位置發生(sheng)了明(ming)顯(xian)變(bian)(bian)化。B點(dian)(dian)和(he)(he)N點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)內層(ceng)金(jin)屬(shu)超過(guo)了A點(dian)(dian)和(he)(he)K點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)外(wai)層(ceng)金(jin)屬(shu),而且(qie)線(xian)段N'K'和(he)(he)NK之差(cha)遠大于線(xian)段A'R'和(he)(he)AB之差(cha)。這是由于不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)光滑部分(fen)(fen)橫斷(duan)面(mian)上(shang)(shang)金(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)均勻性比帶(dai)翼部分(fen)(fen)大。不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)翼上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)超過(guo)了相應的(de)(de)(de)(de)光管(guan)(guan)部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)。碳素鋼(gang)擠壓(ya)試驗(yan)中止(zhi)坯料各斷(duan)面(mian)顯(xian)微磨片試樣(yang)所表(biao)(biao)現出(chu)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像可(ke)以證實變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)均勻性(圖(tu)3-18).在擠壓(ya)帶(dai)翼的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)時,金(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)連續(xu)性和(he)(he)相對變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布與擠壓(ya)光管(guan)(guan)時沒有原則上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)區(qu)別(bie)。實驗(yan)表(biao)(biao)明(ming),擠壓(ya)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)和(he)(he)擠壓(ya)有色金(jin)屬(shu)制品時,金(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)情況原則上(shang)(shang)一樣(yang)。