圖7-16所示為芯棒使用壽命與冷卻時間的關系。由圖7-16可知芯棒的冷卻時間越長,冷卻得越充分,其使用壽命越長。圖7-17所示為德國SMS公司設計制造的60MN(6000t)臥式管棒型材擠壓機帶有內水冷裝置的芯棒系統結構。圖7-18所示為尼科波爾南方不銹鋼管廠3150噸鋼管擠壓上采用的水冷芯棒結構。
在現代的(de)管型材臥(wo)式擠壓(ya)機上,比較普遍地采用水(shui)(shui)(shui)冷(leng)(leng)芯(xin)棒(bang),其(qi)冷(leng)(leng)卻水(shui)(shui)(shui)是(shi)通(tong)過沿芯(xin)棒(bang)水(shui)(shui)(shui)平軸心鉆孔(前端有50~100mm未(wei)鉆穿(chuan))進(jin)入,實現循環(huan)水(shui)(shui)(shui)冷(leng)(leng)卻芯(xin)棒(bang)。使(shi)用結果表明,當(dang)鉆孔的(de)直(zhi)徑(jing)等(deng)于(yu)芯(xin)棒(bang)直(zhi)徑(jing)的(de)三分之一時(shi)(shi),將(jiang)得到滿意的(de)冷(leng)(leng)卻效果,此時(shi)(shi),冷(leng)(leng)卻系統水(shui)(shui)(shui)的(de)壓(ya)力不能低(di)于(yu)100kPa(約10個(ge)大(da)氣壓(ya))。
在55MN(5500t)大型的雙擠壓筒的擠壓機上,也有采用外冷式芯棒的。無論是內冷式芯棒還是外冷式芯棒,擠壓時芯棒的外表面層金屬仍承受著最高的加熱溫度(800℃),而在芯棒壁比較深層的金屬溫度逐漸降低,直到內表面冷卻溫度降至50~70℃.如此大的內外表面溫差,在芯棒的表面上會引起較大的張應力。芯棒使用溫度的周期性變化,導致芯棒表面產生熱疲勞裂紋。擠壓芯棒的這種工況條件,要求選擇有較高沖擊韌性的材料來制造芯棒。對于水冷芯棒的材料要求在20~65℃溫度范圍內,沖擊韌性不應小于0.55~1.2MPa.此外,為了避免芯棒的彎曲變形,其材料應具有一定的強度和足夠的熱穩定性。當擠壓不銹鋼管時,芯棒的材料在20~650℃溫度范圍內的屈服極限應大于1080~1400MPa,當其σ.過低或冷卻不足時芯棒在使用中會導致縮頸或變細而報廢。在正常情況下,擠壓不銹鋼管時,水冷芯棒的使用壽命平均為100~150次/支。根據使用條件,每支芯棒擠壓不銹鋼管的產量為1~40t。
一般在擠壓(ya)芯棒(bang)的結(jie)構(gou)上(shang),550~600mm的長度上(shang)是一個(ge)錐度(約為(wei)0.5~0.6mm).減小錐度,將(jiang)使金屬沿芯棒(bang)流動時(shi)的摩(mo)擦力(li)增加,提高了芯棒(bang)中的拉應力(li)。增加錐度將(jiang)導(dao)致擠壓(ya)制品(pin)尺寸(cun)的變化。
當擠壓高溫(wen)合金時,為了在芯棒上能保留玻璃潤滑(hua)劑,芯棒的端部可以套上一個針墊。