浙江至德鋼業有限公司在擠壓帶翼不銹鋼管時,局部的金屬有較大的不均勻變形,這就可能導致金屬斷裂,型材形狀充不滿或型材扭曲。因此,研究金屬流動的規律性對于工模具孔型設計具有重要意義。擠壓帶翼不銹鋼管時的金屬流動特性的研究借助于坐標網和組合坯料來進行。擠壓帶翼鋼管時,擠壓模入口在較寬范圍內變化,對變形區的分布和金屬在擠壓芯棒空隙里的徑向變形的大小不產生重大的影響。因此,模子錐角的大小應該以保證金屬流動不產生破裂為條件進行選擇。一般70°~80°被認為是最合適的。
在(zai)異(yi)(yi)型芯棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)空(kong)隙(xi)里金屬的(de)(de)(de)徑向流(liu)動(dong)在(zai)擠壓(ya)(ya)筒里就已經開始(shi),并隨著向變(bian)形(xing)(xing)(xing)區的(de)(de)(de)靠近而增加(圖(tu)3-12)。延伸(shen)增大的(de)(de)(de)同時(shi)(shi)(shi),引(yin)起擠壓(ya)(ya)筒中(zhong)金屬流(liu)動(dong)壓(ya)(ya)力增高,因而導致過(guo)(guo)早(zao)充滿(man)芯棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)異(yi)(yi)型空(kong)隙(xi)。采用碳素鋼擠壓(ya)(ya)帶(dai)(dai)內(nei)翼(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)鋼管時(shi)(shi)(shi),延伸(shen)系數取10~12,能(neng)保證正(zheng)常充滿(man)翼(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)狀。如前所述,當擠壓(ya)(ya)光管時(shi)(shi)(shi),內(nei)層(ceng)金屬超(chao)過(guo)(guo)外(wai)層(ceng)金屬。如果在(zai)芯棒(bang)(bang)上(shang)也有(you)更接(jie)近于擠壓(ya)(ya)軸線分布的(de)(de)(de)空(kong)隙(xi),則其不均勻流(liu)動(dong)層(ceng)被加深(圖(tu)3-13)。在(zai)擠壓(ya)(ya)內(nei)翼(yi)(yi)(yi)布置(zhi)不對稱的(de)(de)(de)鋼管時(shi)(shi)(shi),金屬的(de)(de)(de)流(liu)動(dong)圖(tu)像(xiang)原則上(shang)沒有(you)改變(bian)。尼(ni)科波爾南方鋼管廠在(zai)擠壓(ya)(ya)鰭片管時(shi)(shi)(shi),研究了(le)帶(dai)(dai)外(wai)翼(yi)(yi)(yi)鋼管金屬流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)特征,指出該過(guo)(guo)程的(de)(de)(de)特點是不均勻變(bian)形(xing)(xing)(xing)較(jiao)大。這是由于制品和坯料的(de)(de)(de)幾何形(xing)(xing)(xing)狀沒有(you)相似之處引(yin)起的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)不均勻性,可由坐標網線橫向歪曲的(de)(de)(de)大小來評定(ding)。
擠(ji)壓模口在(zai)(zai)60°-90°間變(bian)化,對變(bian)形(xing)(xing)區的(de)(de)(de)(de)(de)分布(bu)和(he)沿管坯(pi)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)均(jun)勻(yun),變(bian)形(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)(bu)發生重大(da)影響(圖(tu)(tu)(tu)3-14),縱向(xiang)坐標網線在(zai)(zai)翼的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)上(shang)沿管子全長仍然是平(ping)行的(de)(de)(de)(de)(de),其(qi)間隔距離幾乎沒有變(bian)化,這就(jiu)證(zheng)實了(le)在(zai)(zai)此(ci)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)徑向(xiang)變(bian)形(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)(bu)大(da)。當擠(ji)壓單個圓(yuan)盤組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)管坯(pi)時(shi)(shi),在(zai)(zai)翼的(de)(de)(de)(de)(de)空隙處出(chu)現局(ju)部(bu)區域性(xing)強烈變(bian)形(xing)(xing)(圖(tu)(tu)(tu)3-15(b))。在(zai)(zai)該區域內,金屬(shu)具有切向(xiang)流(liu)動(dong)。此(ci)為(wei)中止擠(ji)壓管坯(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)翼帶(dai)和(he)光管部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)縱斷(duan)(duan)面(mian)(mian)低倍磨片所證(zheng)實(圖(tu)(tu)(tu)3-15(a)、圖(tu)(tu)(tu)3-15(b)。翼上(shang)局(ju)部(bu)區域的(de)(de)(de)(de)(de)高度不(bu)(bu)(bu)(bu)超(chao)過變(bian)形(xing)(xing)區的(de)(de)(de)(de)(de)總高度。在(zai)(zai)擠(ji)壓不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管外(wai)表面(mian)(mian)上(shang)有同心小(xiao)槽的(de)(de)(de)(de)(de)坯(pi)料時(shi)(shi),發現表面(mian)(mian)層(ceng)金屬(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)均(jun)勻(yun)性(xing)。在(zai)(zai)圖(tu)(tu)(tu)上(shang)可明顯地看(kan)到翼的(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)流(liu)動(dong)超(chao)前于光管部(bu)分。根(gen)據(ju)實驗結果組(zu)成(cheng)(cheng)了(le)擠(ji)壓帶(dai)外(wai)翼不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管金屬(shu)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)一般系統圖(tu)(tu)(tu)像(xiang),并考慮了(le)在(zai)(zai)橫斷(duan)(duan)面(mian)(mian)和(he)縱斷(duan)(duan)面(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)均(jun)勻(yun)變(bian)形(xing)(xing)。
從圖(tu)3-17可以(yi)看(kan)出,線段AB和(he)(he)NK變(bian)形(xing)前分(fen)布(bu)在(zai)一個平面上(shang),而在(zai)管(guan)(guan)子里其位置發生了(le)(le)明顯(xian)變(bian)化。B點和(he)(he)N點的內層金(jin)(jin)(jin)屬超過了(le)(le)A點和(he)(he)K點的外層金(jin)(jin)(jin)屬,而且線段N'K'和(he)(he)NK之差遠(yuan)大(da)(da)于線段A'R'和(he)(he)AB之差。這是由(you)于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)光滑(hua)部(bu)分(fen)橫斷面上(shang)金(jin)(jin)(jin)屬流動(dong)的不(bu)均(jun)勻性比(bi)帶翼部(bu)分(fen)大(da)(da)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)外表面翼上(shang)的點超過了(le)(le)相(xiang)應的光管(guan)(guan)部(bu)分(fen)的點。碳素(su)鋼(gang)(gang)擠(ji)壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)中止坯料各斷面顯(xian)微磨片試(shi)樣所表現(xian)出的圖(tu)像可以(yi)證實變(bian)形(xing)的不(bu)均(jun)勻性(圖(tu)3-18).在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)帶翼的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)時(shi),金(jin)(jin)(jin)屬流動(dong)的連續性和(he)(he)相(xiang)對變(bian)形(xing)的分(fen)布(bu)與(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)光管(guan)(guan)時(shi)沒有原(yuan)則上(shang)的區別。實驗(yan)表明,擠(ji)壓(ya)(ya)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)和(he)(he)擠(ji)壓(ya)(ya)有色金(jin)(jin)(jin)屬制品時(shi),金(jin)(jin)(jin)屬流動(dong)情(qing)況原(yuan)則上(shang)一樣。