各種不同的不銹鋼管擠壓方法(正擠、反擠、縱擠、橫擠、立擠、臥擠),擠壓機的結構形式,擠壓時的工模具配置,以及擠壓時金屬的流動特點,為確定不銹鋼(gang)管(guan)擠壓時工模具中的應力提供了可能性,從而在設計擠壓工模具時,就能夠考慮到工模具所承受負荷的情況。
各種(zhong)工(gong)(gong)藝因素,擠(ji)壓機工(gong)(gong)模(mo)(mo)具(ju)(ju)的(de)結(jie)(jie)構形式,工(gong)(gong)模(mo)(mo)具(ju)(ju)工(gong)(gong)作表面的(de)狀(zhuang)態,以及其使用(yong)條件,對于工(gong)(gong)模(mo)(mo)具(ju)(ju)所(suo)承(cheng)受負荷的(de)變化起著重(zhong)要的(de)作用(yong)。根據(ju)這些總的(de)情況來(lai)設計(ji)工(gong)(gong)模(mo)(mo)具(ju)(ju)的(de)結(jie)(jie)構和形狀(zhuang),選(xuan)擇制(zhi)造每一種(zhong)工(gong)(gong)模(mo)(mo)具(ju)(ju)時采用(yong)的(de)材(cai)料牌號,并規范其力學(xue)性能與熱處理(li)制(zhi)度。
不銹鋼管熱(re)擠(ji)(ji)壓時,工(gong)(gong)模具(ju)(ju)的使用(yong)壽命是決定擠(ji)(ji)壓機生產(chan)力和經濟(ji)指標的重要因素之一。在鋼管擠(ji)(ji)壓產(chan)品(pin)的總(zong)加工(gong)(gong)費用(yong)中(zhong),擠(ji)(ji)壓工(gong)(gong)模具(ju)(ju)消耗(hao)的費用(yong)要占到3%,其中(zhong)各種(zhong)工(gong)(gong)模具(ju)(ju)消耗(hao)費用(yong)所占的比例見表7-1.
從(cong)表7-1可以(yi)看(kan)出,擠(ji)壓(ya)模(mo)和擠(ji)壓(ya)芯棒是擠(ji)壓(ya)工(gong)模(mo)具中消耗(hao)量(liang)最大(da)的(de)(de)(de)工(gong)模(mo)具。這兩種模(mo)具的(de)(de)(de)消耗(hao)費(fei)用(yong)占(zhan)擠(ji)壓(ya)工(gong)模(mo)具總消耗(hao)費(fei)用(yong)的(de)(de)(de)70%以(yi)上。因(yin)此(ci),如何從(cong)材(cai)料和結(jie)構(gou)方面(mian)進(jin)一(yi)步提高擠(ji)壓(ya)模(mo)和擠(ji)壓(ya)芯棒的(de)(de)(de)使用(yong)壽命,一(yi)直是鋼管熱擠(ji)壓(ya)工(gong)藝(yi)研究中的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)課題(ti)。
在不銹鋼和高鎳合金管穿孔和擠壓時,工模具要承受極高的單位壓力和高溫度的作用,受到極嚴重的熱磨損。
在進行工(gong)模具(ju)(ju)的結構設計(ji)時,主要考(kao)慮的因素是工(gong)模具(ju)(ju)抵抗負荷(he)的能力及其經濟性(xing)。
實踐(jian)經驗表明,采(cai)用組(zu)合(he)結構的(de)工(gong)(gong)模具(ju)(ju)(多層擠(ji)壓筒(tong)、組(zu)合(he)擠(ji)壓模、組(zu)合(he)芯棒),擠(ji)壓時可以獲得滿意的(de)結果(guo)。因(yin)為組(zu)合(he)式結構的(de)工(gong)(gong)模具(ju)(ju)不僅可以提(ti)高(gao)工(gong)(gong)模具(ju)(ju)的(de)強度,而且當(dang)其損(sun)(sun)壞時只需更換(huan)個(ge)別被磨(mo)損(sun)(sun)或其他原因(yin)損(sun)(sun)壞的(de)組(zu)合(he)工(gong)(gong)模具(ju)(ju)中的(de)個(ge)別配件。這樣既提(ti)高(gao)了工(gong)(gong)模具(ju)(ju)的(de)使(shi)用壽命,又降低了工(gong)(gong)模具(ju)(ju)的(de)消耗,提(ti)高(gao)經濟(ji)性。
制(zhi)造擠(ji)壓工模(mo)具的材料應具有以下性能:
1. 具(ju)有良好的熱穩定性(xing)能(neng)(neng),即(ji)材(cai)料(liao)在高溫下(xia)的抗氧(yang)化性(xing)能(neng)(neng)良好。
2. 具有良好(hao)的(de)耐熱性能,即材料在(zai)高溫下的(de)力學(xue)性能良好(hao)。
3. 具有(you)良(liang)好的耐磨性能(neng),即(ji)材料在長(chang)期(qi)高溫工作條件下抗微(wei)磨損,磨料磨損性能(neng)良(liang)好。
4. 具(ju)有良(liang)好的熱強性能,即材料在高溫下同時具(ju)有抗(kang)氧化性能和耐熱性能。
5. 對(dui)于擠壓難(nan)變(bian)形材料的(de)(de)(de)(de)制品時(shi),還要求具有良好的(de)(de)(de)(de)抗(kang)蠕變(bian)性能,即在高溫(wen)高壓的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下,材料的(de)(de)(de)(de)變(bian)形值隨負荷作(zuo)用(yong)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)延長而增加時(shi),材料應(ying)具有抵抗(kang)應(ying)力和溫(wen)度同時(shi)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)能力(材料的(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)抗(kang)力)。
另外,在進行(xing)擠壓工(gong)模(mo)具(ju)的結構設計時(shi),一(yi)般(ban)對于(yu)大(da)型工(gong)模(mo)具(ju)(如擠壓筒(tong)、擠壓桿等)都(dou)會采用機械化進行(xing)更(geng)換;而對于(yu)一(yi)些(xie)小型工(gong)模(mo)具(ju)(如擠壓模(mo)、擠壓芯棒(bang)、擠壓墊等),必(bi)須考(kao)慮到盡(jin)量避免工(gong)模(mo)具(ju)因各種原因而頻(pin)繁更(geng)換的可能性。
圖7-1所示為管(guan)棒型材臥式液壓擠壓機(ji)工模具的名稱(cheng)及其配置(zhi);圖7-2所示為與臥式管(guan)型材液壓擠壓機(ji)配套(tao)的立式液壓穿(擴)孔機(ji)的工模具名稱(cheng)以其配置(zhi)。