任何一種新的不銹鋼管材料在一定噸位的擠壓機上,生產規格范圍較廣的產品時,根據最佳擠壓溫度和允許的最佳變形量,編制擠壓工藝,對穩定擠壓工藝過程、保證產品質量和產量十分有益。
在現(xian)有或新建的(de)(de)擠(ji)壓機(ji)上,對于試(shi)制(zhi)新材料的(de)(de)新產(chan)品和(he)(he)大量生(sheng)產(chan)的(de)(de)老產(chan)品,通過試(shi)驗研究和(he)(he)經(jing)驗總結,繪制(zhi)出以延伸系數(shu)和(he)(he)坯(pi)料的(de)(de)加熱溫(wen)度為坐標的(de)(de)材料不銹鋼管(guan)可能的(de)(de)變形制(zhi)度曲線,如圖5-1所示。
在一定的加熱溫度條件下,變形程度增大將引起坯料金屬流出壓力增加,而金屬流出壓力受到擠壓機能力或擠壓工模具強度的限制。隨著不銹鋼管坯料加熱溫度的升高,允許的變形程度增大,因此,曲線Ⅰ(1區域和2區域之間)是材料在一定的延伸系數和加熱溫度的條件下,材料的極限的允許擠壓力。曲線Ⅱ(1區域和3區域之間)是在絕熱條件下,因熱效應而使金屬溫度升高與部分晶界熔化的曲線。因此,1區域為產品質量令人滿意時的區域,2區域是超過允許壓力的區域,3區域是晶界熔化區域。
如果(guo)提高擠(ji)壓(ya)機的擠(ji)壓(ya)能力(li)或(huo)擠(ji)壓(ya)工(gong)模(mo)具的允許應力(li),1區域將(jiang)會擴(kuo)大(da)(da),并(bing)(bing)且新的曲線將(jiang)受到各種具體條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)的限制(圖5-1(b),其中(zhong)(zhong)P1>P2>P3)。在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)變(bian)形(xing)(xing)過程(cheng)中(zhong)(zhong),部(bu)分熱量用于(yu)熔(rong)化玻璃潤(run)滑劑(ji)、加熱擠(ji)壓(ya)工(gong)模(mo)具和散發到周(zhou)圍的空間(jian);其余則留(liu)(liu)在(zai)(zai)變(bian)形(xing)(xing)金屬(shu)內,用于(yu)提高坯料溫度。在(zai)(zai)其他條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)相同(tong)的情(qing)況下,留(liu)(liu)在(zai)(zai)變(bian)形(xing)(xing)金屬(shu)內的熱量與(yu)總熱量的比值與(yu)擠(ji)壓(ya)速(su)(su)度有關(guan),其中(zhong)(zhong)可能有兩種極端的情(qing)況:1. 當(dang)擠(ji)壓(ya)速(su)(su)度非常低時,變(bian)形(xing)(xing)熱完(wan)全散發到周(zhou)圍空間(jian),即變(bian)形(xing)(xing)流動在(zai)(zai)等(deng)溫條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下進行;2. 當(dang)擠(ji)壓(ya)速(su)(su)度無限大(da)(da)時,全部(bu)變(bian)形(xing)(xing)熱都留(liu)(liu)在(zai)(zai)金屬(shu)內,并(bing)(bing)建立了(le)絕熱條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)。實際上這(zhe)兩種極端條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)是(shi)不存在(zai)(zai)的,因此實際情(qing)況是(shi)在(zai)(zai)這(zhe)兩種極限情(qing)況之間(jian)。
對現有的擠壓機,繪制用于各種鋼的變形制度曲線具有實用意義。尼科波爾南方鋼管廠的專家Г.И.Гуляeв(Г.И.古里亞耶夫)等通過研究,用計算法繪制了適用于該廠3150噸液壓擠壓機擠壓06Cr18Ni11Ti不銹鋼管時的所有品種的變形制度曲線。除此之外,對擠壓機的每一種尺寸的擠壓筒也都繪制了相應的曲線。在計算和繪制各種材料的變形制度曲線時,需根據具體情況采用不同的限制條件。尼科波爾南方鋼管廠采用的限制因素為:
1. 擠壓(ya)機的(de)(de)名(ming)義(yi)擠壓(ya)力或(huo)擠壓(ya)桿上的(de)(de)應力不大于(yu)1100MPa;
2. 擠壓不銹鋼管材料(liao)的(de)晶粒開始熔(rong)化溫度為1325℃;
3. 擠壓不銹鋼管材(cai)料在變(bian)形過(guo)程(cheng)中(zhong)和(he)變(bian)形終了的(de)溫度較(jiao)高,使(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)晶(jing)粒長大(da)。由于(yu)材(cai)料在加熱(re)和(he)冷卻(que)過(guo)程(cheng)中(zhong)沒有發生相(xiang)變(bian),在冷卻(que)時材(cai)料的(de)晶(jing)粒度不變(bian),因此,對于(yu)其用(yong)于(yu)再加工(冷加工)的(de)商(shang)品管坯料的(de)加熱(re)溫度為1220℃。
為了(le)判(pan)斷在繪制(zhi)(zhi)變形(xing)制(zhi)(zhi)度(du)(du)曲(qu)線時(shi)采用的(de)(de)(de)假(jia)設是否正(zheng)確,尼(ni)科波爾南(nan)方不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)廠用06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼(gang)坯料(liao)進行(xing)了(le)一系列的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)試驗,包括(kuo)設定準(zhun)確的(de)(de)(de)加(jia)熱溫度(du)(du)和(he)擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)(li),以(yi)及坯料(liao)的(de)(de)(de)加(jia)熱溫度(du)(du)和(he)延伸系數(shu)在比較寬的(de)(de)(de)范(fan)圍內變化等。將試驗結果與計算數(shu)據進行(xing)比較,制(zhi)(zhi)定保證商(shang)品管(guan)和(he)再加(jia)工不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)質量的(de)(de)(de)變形(xing)制(zhi)(zhi)度(du)(du)曲(qu)線。3150噸擠(ji)壓(ya)(ya)機ф190mm擠(ji)壓(ya)(ya)筒在不同(tong)擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)條件下,擠(ji)壓(ya)(ya)06Cr18Ni11Ti不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)時(shi)可能的(de)(de)(de)變形(xing)制(zhi)(zhi)度(du)(du)曲(qu)線如圖5-2所示。