研究擠壓時的金屬流動規律是正確制(zhi)定擠壓工藝和確保擠壓制(zhi)品高質(zhi)量的基(ji)礎。香蕉視頻app在線觀看:不銹鋼管擠壓時(shi)的(de)(de)金屬流動(dong)與其(qi)擠(ji)(ji)壓時(shi)表面(mian)有無工藝潤(run)滑劑(ji)(ji)或潤(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)好壞(huai)有著密切的(de)(de)關(guan)系。為了說明使(shi)用(yong)潤(run)滑劑(ji)(ji)與不使(shi)用(yong)潤(run)滑劑(ji)(ji)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓條件的(de)(de)區別(bie),采用(yong)以(yi)(yi)下(xia)試(shi)驗方法:在預先從(cong)中心軸面(mian)切為兩(liang)(liang)半的(de)(de)圓坯料的(de)(de)平面(mian)上,刻上格(ge)子形的(de)(de)槽(圖3-1)。然后,把兩(liang)(liang)個相等的(de)(de)部分(fen)重疊(die)起(qi)來,加以(yi)(yi)焊接并擠(ji)(ji)壓,擠(ji)(ji)壓后再重新分(fen)開。如(ru)果仔細地用(yong)合(he)適的(de)(de)制品填(tian)塞(sai)細槽,在擠(ji)(ji)壓后就能(neng)發現細槽延長了,這樣(yang)就可(ke)以(yi)(yi)看出(chu)擠(ji)(ji)壓香蕉視頻app在線觀看:不銹鋼管坯料變形過程的全貌。
圖3-2(b)顯示了不銹鋼(gang)管擠壓時使用玻璃潤滑劑的結果。可以看出,當坯料向前推進時,并不發生變形,只是在坯料靠近擠壓模,其邊緣陸續接近模前區域時,才發生變形。坯料的整個表面形成了擠壓制品的表面。圖3-2(a)顯示了當無玻璃潤滑劑進行擠壓時,坯料的中部首先受到擠壓,而坯料的外部及其與擠壓模接觸的部分卻傾向于停留在原處不動。這是由坯料與工具之間(jian)的高度摩(mo)擦以(yi)及坯料表(biao)面的冷卻所引起(qi)的變形(xing)阻力的增加所造成(cheng)的。其后果是在(zai)模座的角上(shang)形(xing)成(cheng)了(le)不移(yi)動的部(bu)分金屬(shu)成(cheng)為(wei)“死(si)區”。而“死(si)區”的存(cun)在(zai),將會(hui)導(dao)致無潤滑(hua)劑擠壓時操(cao)作上(shang)的許多復(fu)雜情況。
分析帶玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)棒(bang)材(cai)時坯(pi)料(liao)金屬的(de)(de)流(liu)動(dong)情況(圖3-3),可以看(kan)出,擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)時,具有高(gao)溫潤(run)滑(hua)(hua)(hua)性能的(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(玻璃(li)墊(dian)(dian))被坯(pi)料(liao)壓(ya)(ya)向擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo),并由于(yu)接觸(chu)高(gao)溫坯(pi)料(liao)而熔(rong)化(hua);熔(rong)化(hua)的(de)(de)玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)和(he)被擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)的(de)(de)坯(pi)料(liao)同時流(liu)向擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)孔(kong)(kong),并從模(mo)孔(kong)(kong)中流(liu)出。于(yu)是隨(sui)著擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過程的(de)(de)進(jin)行,玻璃(li)潤(run)滑(hua)(hua)(hua)墊(dian)(dian)不斷地熔(rong)化(hua),并在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)棒(bang)材(cai)的(de)(de)表面(mian)上形成一層(ceng)連續(xu)的(de)(de)厚(hou)度約為0.02mm的(de)(de)玻璃(li)薄(bo)膜,將高(gao)溫棒(bang)材(cai)與(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)隔離,防止(zhi)了模(mo)子的(de)(de)過熱和(he)棒(bang)材(cai)的(de)(de)氧化(hua)。
為了證明擠壓時金(jin)屬(shu)(shu)流動(dong)的(de)這一(yi)特性,采用無(wu)外層(ceng)偏析(xi)(xi)的(de)沸騰鋼鑄坯(pi)經擠壓成異型材后(hou),制成顯微(wei)磨片試樣觀(guan)察其金(jin)屬(shu)(shu)流動(dong)的(de)情況。由圖3-4可(ke)以看(kan)到,在異型材全長的(de)外表面上,仍然保留(liu)著原來(lai)鑄坯(pi)表面上的(de)一(yi)層(ceng)無(wu)偏析(xi)(xi)組織結(jie)構。
另外(wai)(wai),在(zai)采(cai)用(yong)(yong)合適的(de)(de)和足(zu)夠的(de)(de)玻璃潤(run)滑劑(ji)配合無外(wai)(wai)層偏(pian)(pian)析(xi)(xi)的(de)(de)沸騰鋼坯(pi)(pi)料,經(jing)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)成(cheng)條材(cai)之(zhi)后,在(zai)酸浸高倍試樣(試劑(ji)配方為:氯化(hua)(hua)銅10g、氯化(hua)(hua)亞錫0.5g、氯化(hua)(hua)鐵30g、鹽酸(濃)30L,水(稀釋(shi)用(yong)(yong))500L,乙醇500L)上,顯示的(de)(de)金(jin)屬(shu)流(liu)動情(qing)況(圖3-5)證明,在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)過(guo)程中,坯(pi)(pi)料金(jin)屬(shu)的(de)(de)各個斷面相繼流(liu)過(guo)模(mo)孔,鋼坯(pi)(pi)中心部分的(de)(de)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)組織(zhi)在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)成(cheng)條材(cai)后仍然(ran)留在(zai)中心部位。而無偏(pian)(pian)析(xi)(xi)坯(pi)(pi)料的(de)(de)外(wai)(wai)表(biao)面經(jing)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)成(cheng)條材(cai)后,形成(cheng)了(le)條材(cai)無偏(pian)(pian)析(xi)(xi)的(de)(de)外(wai)(wai)表(biao)面。
圖3-6所示(shi)為無潤(run)滑劑擠壓(ya)輕合金坯料,擠壓(ya)后(hou)壓(ya)余(yu)的(de)低倍(bei)組織(zhi)圖像。從(cong)圖3-6可以看(kan)出(chu)網格(ge),研究其組織(zhi)結構所得出(chu)的(de)結論是,用適(shi)當的(de)潤(run)滑劑擠壓(ya)條材(cai)時,結晶(jing)組織(zhi)很均勻。而條材(cai)全長上的(de)力(li)學性能(neng)是一致的(de),擠壓(ya)操作(zuo)不會影響變形金屬的(de)質(zhi)量。因(yin)為擠壓(ya)過程只在幾秒(miao)鐘時間內結束,在該變(bian)(bian)形(xing)條件下,能夠很精確(que)地掌握金屬的(de)變(bian)(bian)形(xing)溫度,變(bian)(bian)形(xing)操(cao)作幾乎(hu)是在“等溫”條件下進行(xing),所以,在擠(ji)壓(ya)制品(pin)內可(ke)以避免出
據上(shang)所述,不(bu)銹鋼管(guan)熱(re)擠(ji)壓(ya)過(guo)程中的(de)(de)(de)塑性變形,使(shi)金(jin)屬(shu)產生的(de)(de)(de)流(liu)動可描述如下。當(dang)不(bu)銹鋼管(guan)擠(ji)壓(ya)過(guo)程開(kai)始時(shi),接近(jin)擠(ji)壓(ya)模一(yi)端的(de)(de)(de)坯料(liao)金(jin)屬(shu)幾乎旋轉了并流(liu)入擠(ji)壓(ya)模和(he)芯棒(bang)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)環形孔隙,形成(cheng)(cheng)(cheng)鋼管(guan)的(de)(de)(de)外表(biao)(biao)面(mian)(mian)。而坯料(liao)的(de)(de)(de)內(nei)層(ceng)金(jin)屬(shu)流(liu)動超(chao)過(guo)外層(ceng),形成(cheng)(cheng)(cheng)鋼管(guan)的(de)(de)(de)內(nei)表(biao)(biao)面(mian)(mian)。在變形金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)穩定流(liu)動過(guo)程中,管(guan)坯的(de)(de)(de)側(ce)面(mian)(mian)轉為相應(ying)的(de)(de)(de)鋼管(guan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)。當(dang)擠(ji)壓(ya)過(guo)程將近(jin)結(jie)束時(shi),在留有一(yi)定壓(ya)余的(de)(de)(de)情況(kuang)下,變形金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)流(liu)動狀況(kuang)起了改變,金(jin)屬(shu)流(liu)動不(bu)僅沿著模子(zi),而且還沿著擠(ji)壓(ya)墊,形成(cheng)(cheng)(cheng)不(bu)銹鋼管(guan)的(de)(de)(de)內(nei)表(biao)(biao)面(mian)(mian)。可見,坯料(liao)加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)原(yuan)始表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)精度(du)和(he)端面(mian)(mian)加(jia)工(gong)(gong)精度(du)對(dui)于擠(ji)壓(ya)后鋼管(guan)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)質量有著重要的(de)(de)(de)影響(xiang)。
圖3-7所示為(wei)經過(guo)擠(ji)壓(ya)和熱處理的1Cr18Ni9Ti不銹鋼(gang)擠(ji)壓(ya)條(tiao)材的顯微組織。圖3-8所示為(wei)經過(guo)擠(ji)壓(ya)、冷拔和熱處理的0Cr18Ni10不銹鋼(gang)擠(ji)壓(ya)條(tiao)材的顯微組織。擠(ji)壓(ya)的方法(fa)能夠在三個(ge)主要方向上進行壓(ya)力(li)變形只要在工其設計上預(yu)先采政措施,避免張應(ying)力(li)區,行壓(ya)力(li)變形(應(ying)變)。因金(jin)屬品種,例(li)如,含(han)鎢量為(wei)18%的高速(su)鋼(gang)、含(han)鈷量為(wei)4%的S.816(美)、鉬及其合金(jin)、球墨
鑄鐵以及尼莫尼克(ke)型難(nan)熔合金。
擠(ji)(ji)壓時(shi)(shi)(shi),研究金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)流(liu)(liu)動(dong)(dong)特點(dian)的(de)(de)(de)主要問題集(ji)中(zhong)在(zai)(zai)(zai)研究變(bian)形(xing)在(zai)(zai)(zai)坯料(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)布。分(fen)(fen)(fen)析(xi)試驗資料(liao)表明,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)變(bian)形(xing)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)內摩(mo)(mo)(mo)擦(ca)是影(ying)響變(bian)形(xing)區大小(xiao)和形(xing)狀的(de)(de)(de)主要因素。使(shi)用(yong)有效(xiao)的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤滑劑,可以使(shi)變(bian)形(xing)區集(ji)中(zhong)在(zai)(zai)(zai)“模(mo)前區”,當金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)一致時(shi)(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)各點(dian)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)速度(du)幾乎相等;而當采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)玻(bo)璃潤滑劑摩(mo)(mo)(mo)擦(ca)系(xi)數(shu)較(jiao)(jiao)(jiao)大時(shi)(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)則分(fen)(fen)(fen)為兩(liang)部(bu)分(fen)(fen)(fen),中(zhong)心(xin)部(bu)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)速度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)快,外層(ceng)部(bu)分(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)速較(jiao)(jiao)(jiao)慢(man);當摩(mo)(mo)(mo)擦(ca)系(xi)數(shu)很大時(shi)(shi)(shi),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)不均勻。根據以上情(qing)況分(fen)(fen)(fen)析(xi),擠(ji)(ji)壓時(shi)(shi)(shi)坯料(liao)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)可以分(fen)(fen)(fen)為三個區:靠近模(mo)口的(de)(de)(de)“模(mo)前區”,這部(bu)分(fen)(fen)(fen)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)模(mo)口流(liu)(liu)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)速度(du)很快;接(jie)近擠(ji)(ji)壓墊的(de)(de)(de)“墊前區”,這部(bu)分(fen)(fen)(fen)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)由于溫度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)低,變(bian)形(xing)較(jiao)(jiao)(jiao)小(xiao),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)流(liu)(liu)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)部(bu);接(jie)觸(chu)擠(ji)(ji)壓筒的(de)(de)(de)“坯料(liao)外層(ceng)區”,因為摩(mo)(mo)(mo)擦(ca)力較(jiao)(jiao)(jiao)大,其中(zhong)一部(bu)分(fen)(fen)(fen)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)流(liu)(liu)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)補充中(zhong)心(xin)區,而另一部(bu)分(fen)(fen)(fen)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)則流(liu)(liu)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)后部(bu)區,并部(bu)分(fen)(fen)(fen)進入擠(ji)(ji)壓余料(liao)。
擠(ji)壓(ya)時,金屬變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)流動不(bu)均導致(zhi)制品(pin)各(ge)點(dian)(dian)的(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)量(liang)不(bu)一致(zhi),在制品(pin)徑向截面上(shang)離中心越(yue)(yue)遠的(de)(de)點(dian)(dian),變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)量(liang)越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)。摩(mo)(mo)擦系數越(yue)(yue)大(da),變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)沿徑向分布的(de)(de)不(bu)均勻(yun)程度(du)(du)越(yue)(yue)大(da)。不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)材料(liao),在相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)潤滑條件下(xia),擠(ji)壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)管時,其變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)區(qu)分布的(de)(de)大(da)小(xiao)(xiao)取決于金屬變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)抗力(li)(li)與摩(mo)(mo)擦力(li)(li)的(de)(de)比值。并(bing)(bing)且(qie),隨著該比值的(de)(de)增加,不(bu)均勻(yun)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)減小(xiao)(xiao)。而最強烈(lie)的(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)集中在擠(ji)壓(ya)模里,并(bing)(bing)可描繪(hui)成(cheng)以擠(ji)壓(ya)模入口錐角線(xian)的(de)(de)交(jiao)點(dian)(dian)為(wei)中心的(de)(de)半圓區(qu)內(模前區(qu)),如圖3-9所(suo)示。并(bing)(bing)且(qie)擠(ji)壓(ya)高強度(du)(du)鎳(nie)合金管以及球墨鑄鐵時,所(suo)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)金屬流動圖像不(bu)變(bian)(bian)。
隨著(zhu)模(mo)孔工作錐(zhui)角度(du)的增大(da),變形區(qu)的高度(du)增加。當角度(du)達(da)到一定(ding)值時(shi),分布在擠壓(ya)筒和擠壓(ya)模(mo)壁上被稱為(wei)“死區(qu)”的金屬(shu)產生破裂,破口使管子表面出現縱向(xiang)折疊和直線形的缺陷。而這種情況也取決(jue)于工藝潤滑劑的使用效果。
不銹鋼管擠壓時,金屬流動的連續性是極為重要的工藝指標,而此需由合適的工藝潤滑劑來提供保障。潤滑薄膜的效果,同樣可以用坯料縱向或端部刻坐標網格及顯微磨片的方法來判斷。圖3-10所示為321不銹鋼(gang)管縱向外表面層顯微結構的磨片試樣。
表層的顯微結構從圖3-10(a)可以看出,金屬流線(xian)纖(xian)維平(ping)行(xing)分(fen)布。說明剪切變形被(bei)限制在潤滑(hua)層(ceng)內,不分(fen)布在金屬的(de)(de)深處,璃潤滑(hua)劑的(de)(de)效(xiao)果(guo)良(liang)好。而圖3-10(b)所示(shi)為玻璃潤滑(hua)劑薄膜的(de)(de)連續性遭到身(shen)性的破壞。在接(jie)觸工具(ju)處金屬裸露,并(bing)粘在工具(ju)上(shang),之后粘離(li)的金屬又(you)隨同不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管前行。可以(yi)看出,在鋼(gang)(gang)管的入口處少(shao)部分變(bian)形(xing)結構呈波浪形(xing)纖維結構。而(er)鄰近的金屬繞(rao)過(guo)接(jie)觸處形(xing)成不(bu)(bu)均(jun)勻變(bian)形(xing)區,因(yin)此,在一定的條(tiao)件下將(jiang)引起不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管的表(biao)面缺陷。
圖(tu)3-11顯示了擠(ji)(ji)壓(ya)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)時金屬流(liu)動的(de)順序,由圖(tu)3-11可以看出(chu),坯料兩端(duan)(duan)(duan)刻有坐標(biao)(biao)(biao)網(wang)格(ge)經擠(ji)(ji)壓(ya)后(hou),在(zai)接(jie)近擠(ji)(ji)壓(ya)模一端(duan)(duan)(duan)的(de)全部(bu)坐標(biao)(biao)(biao)網(wang)進入(ru)管(guan)(guan)子的(de)前端(duan)(duan)(duan)外(wai)表面上(shang),并(bing)且坐標(biao)(biao)(biao)網(wang)變得窄了。而(er)管(guan)(guan)坯表面接(jie)近擠(ji)(ji)壓(ya)墊一端(duan)(duan)(duan)的(de)部(bu)分在(zai)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)后(hou)端(duan)(duan)(duan)形成內表面。而(er)這一端(duan)(duan)(duan)帶坐標(biao)(biao)(biao)網(wang)格(ge)表面的(de)其余部(bu)分留在(zai)壓(ya)余內。