至德鋼業(yè)不銹鋼管擠壓時變形力的確定結(jié)果分析

 浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)人員，發(fā)現(xiàn)采用無潤滑擠壓不銹鋼管時，很難用一個公式表示擠壓時所需要的力；而在一定溫度下，使用潤滑劑擠壓某種金屬所需要的力，卻可以由理論公式表示，并且由實驗所證實。將變形不銹鋼管坯料加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋胖迷谝粋€高壓鋼制圓簡形的密封容的）內(nèi)，密封容器的一端由擠壓模封閉，?？椎拿娣e即為所要求得到的制品的斷面。 擠壓筒的另一端由活塞（擠壓桿）密封。擠壓桿可以在擠壓筒內(nèi)移動，擠壓金屬并使之變形。擠壓桿裝置在擠壓機的主柱塞上，并由擠壓機提供足夠的壓力。擠壓不銹鋼管時，采用帶圓孔的擠壓模，將一根裝置在穿孔柱塞并可在擠壓桿內(nèi)孔中移動的芯棒通過在擠壓筒中的空心壞料。伸入擠壓?？椎亩◤綆?。然后，擠壓桿在擠壓模和芯棒組成的環(huán)形縫隙中擠壓出不銹鋼管。

  如果在擠壓不銹鋼管時，使用一般的潤滑劑時，摩擦系數(shù)為f=0.05,而有色金屬不同潤滑劑擠壓時，摩擦系數(shù)為f=0.12。各種金屬及合金的變形阻力如圖3-19所示。在不同的溫度下擠壓金屬及合金時，擠壓力隨溫度的變化而增減。用式（3-3)、式（3-4)可以算出金屬和合金在不同擠壓溫度下的變形阻力。因此，對每一種金屬和合金都可以畫出一條表示溫度與變形阻力的關(guān)系曲線。在擠壓溫度范圍內(nèi)，這些曲線都是直線。

 實際上p值位于400~1200MPa,此可作為參考。擠壓機的比壓p值的高低取決于擠壓筒的直徑。如果所選擇的直徑過大，比壓就很低，不能得到足夠的力來完成操作；如果相反，所選擇的擠壓筒直徑太小，擠壓簡就有變形或因不能承受太大的壓力而破裂的危險，還有可能使擠壓桿彎折。圖3-20已經(jīng)指出，在不同的擠壓機壓力下，應(yīng)該使用的最大及最小擠壓簡的尺寸，以及最通常的操作所使用的擠壓筒直徑。

 圖2-4也表明，金屬的變形阻力與變形可能性（擠壓比）之間的關(guān)系。式（3-1)和式（3-2)還指出，金屬的變形阻力越高，則變形的可能性越小。圖2-4的曲線是以p=400~600~1200MPa繪制的。由圖2-4可以看出，由于碳素鋼的變形抗力很低，其擠壓變形的可能性很大。作為試驗數(shù)據(jù)，可能以擠壓比μ=225進(jìn)行擠壓加工，即可用直徑為Φ120mm的圓坯料直接擠壓成ф10mmx5mm的不銹鋼管。而相反，耐熱鋼的變形可能性則小得多。如尼莫尼克難熔合金，無論使用什么樣的擠壓機都不可能在一道次擠壓工序中，使其延伸系數(shù)能夠超過μ=80。

 從以上擠壓公式可以預(yù)見，如果按照擠壓桿的進(jìn)程測繪擠壓所需要的力，則曲線將有如圖3-20所示的形狀。圖3-20(a)所示為不使用潤滑劑時，擠壓力與坯料長度的關(guān)系。當(dāng)擠壓開始時，擠壓力很高，隨著操作的進(jìn)行，擠壓力不斷地減小，當(dāng)擠壓結(jié)束時，此力只相當(dāng)于無摩擦變形時所需要的力。圖3-20(b)所示為使用潤滑劑擠壓時，擠壓力與坯料長度的關(guān)系。摩擦系數(shù)值f的高低決定于所使用的潤滑劑的質(zhì)量，當(dāng)選用適當(dāng)?shù)牟Ａ櫥瑒r，可使摩擦系數(shù)值f很小，操作開始時就沒有頂峰壓力。

  圖3-20(c)所示為使用潤滑劑慢速擠壓時，擠壓力與不銹鋼管坯料長度的關(guān)系。當(dāng)緩慢地進(jìn)行擠壓時，精確地記錄擠壓力，可以發(fā)現(xiàn)在擠壓不銹鋼管過程中，壓力有所上升，這是由于操作過程中擠壓坯料的冷卻，導(dǎo)致變形抗力增加，于是總的擠壓力隨著操作的進(jìn)行而增加。最后，如果采用不適當(dāng)?shù)臐櫥瑒┞贁D壓時，所需要的擠壓力與不銹鋼管坯料長度的關(guān)系曲線將會出現(xiàn)兩個峰值壓力，即操作開始時和擠壓結(jié)束時的頂峰壓力。而因坯料冷卻所引起的阻力升高，并未因摩擦的減小而抵消。