帶內(nèi)外翼不銹鋼管擠壓時(shí)的金屬流動(dòng)分析

 浙江至德鋼業(yè)有限公司在擠壓帶翼不銹鋼管時(shí)，局部的金屬有較大的不均勻變形，這就可能導(dǎo)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(dòng)的規(guī)律性對(duì)于工模具孔型設(shè)計(jì)具有重要意義。擠壓帶翼不銹鋼管時(shí)的金屬流動(dòng)特性的研究借助于坐標(biāo)網(wǎng)和組合坯料來進(jìn)行。擠壓帶翼鋼管時(shí)，擠壓模入口在較寬范圍內(nèi)變化，對(duì)變形區(qū)的分布和金屬在擠壓芯棒空隙里的徑向變形的大小不產(chǎn)生重大的影響。因此，模子錐角的大小應(yīng)該以保證金屬流動(dòng)不產(chǎn)生破裂為條件進(jìn)行選擇。一般70°~80°被認(rèn)為是最合適的。

在異型芯棒的空隙里金屬的徑向流動(dòng)在擠壓筒里就已經(jīng)開始，并隨著向變形區(qū)的靠近而增加（圖3-12)。延伸增大的同時(shí)，引起擠壓筒中金屬流動(dòng)壓力增高，因而導(dǎo)致過早充滿芯棒的異型空隙。采用碳素鋼擠壓帶內(nèi)翼的鋼管時(shí)，延伸系數(shù)取10~12,能保證正常充滿翼的形狀。如前所述，當(dāng)擠壓光管時(shí)，內(nèi)層金屬超過外層金屬。如果在芯棒上也有更接近于擠壓軸線分布的空隙，則其不均勻流動(dòng)層被加深（圖3-13)。在擠壓內(nèi)翼布置不對(duì)稱的鋼管時(shí)，金屬的流動(dòng)圖像原則上沒有改變。尼科波爾南方鋼管廠在擠壓鰭片管時(shí)，研究了帶外翼鋼管金屬流動(dòng)的特征，指出該過程的特點(diǎn)是不均勻變形較大。這是由于制品和坯料的幾何形狀沒有相似之處引起的變形的不均勻性，可由坐標(biāo)網(wǎng)線橫向歪曲的大小來評(píng)定。

擠壓模口在60°-90°間變化，對(duì)變形區(qū)的分布和沿管坯斷面的不均勻，變形不發(fā)生重大影響（圖3-14),縱向坐標(biāo)網(wǎng)線在翼的斷面上沿管子全長(zhǎng)仍然是平行的，其間隔距離幾乎沒有變化，這就證實(shí)了在此斷面上的徑向變形不大。當(dāng)擠壓?jiǎn)蝹€(gè)圓盤組成的管坯時(shí)，在翼的空隙處出現(xiàn)局部區(qū)域性強(qiáng)烈變形（圖3-15(b)).在該區(qū)域內(nèi)，金屬具有切向流動(dòng)。此為中止擠壓管坯的翼帶和光管部分的縱斷面低倍磨片所證實(shí)（圖3-15(a)、圖3-15（b)。翼上局部區(qū)域的高度不超過變形區(qū)的總高度。在擠壓不銹鋼管外表面上有同心小槽的坯料時(shí)，發(fā)現(xiàn)表面層金屬流動(dòng)的不均勻性。在圖上可明顯地看到翼的金屬流動(dòng)超前于光管部分。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果組成了擠壓帶外翼不銹鋼管金屬流動(dòng)的一般系統(tǒng)圖像，并考慮了在橫斷面和縱斷面上的不均勻變形。

從圖3-17可以看出，線段AB和NK變形前分布在一個(gè)平面上，而在管子里其位置發(fā)生了明顯變化。B點(diǎn)和N點(diǎn)的內(nèi)層金屬超過了A點(diǎn)和K點(diǎn)的外層金屬，而且線段N'K'和NK之差遠(yuǎn)大于線段A'R'和AB之差。這是由于不銹鋼管光滑部分橫斷面上金屬流動(dòng)的不均勻性比帶翼部分大。不銹鋼管外表面翼上的點(diǎn)超過了相應(yīng)的光管部分的點(diǎn)。碳素鋼擠壓試驗(yàn)中止坯料各斷面顯微磨片試樣所表現(xiàn)出的圖像可以證實(shí)變形的不均勻性（圖3-18).在擠壓帶翼的不銹鋼管時(shí)，金屬流動(dòng)的連續(xù)性和相對(duì)變形的分布與擠壓光管時(shí)沒有原則上的區(qū)別。實(shí)驗(yàn)表明，擠壓鋼管和擠壓有色金屬制品時(shí)，金屬流動(dòng)情況原則上一樣。