在不銹鋼管擠壓過程中,芯棒首先插入模孔與模孔形成環狀孔腔。在擠壓時,形成擠壓制品的內部輪廓。
在(zai)擠(ji)壓(ya)過程中,芯(xin)棒(bang)(bang)承受高的(de)(de)機械(xie)負荷和熱負荷。芯(xin)棒(bang)(bang)處(chu)于被(bei)加熱到1200℃高溫的(de)(de)坯料中,在(zai)較大的(de)(de)深度上被(bei)加熱從(cong)而降低其(qi)力學性能。在(zai)每次擠(ji)壓(ya)后,芯(xin)棒(bang)(bang)被(bei)加熱到700~800℃,然后用水冷卻。
同時,由于擠(ji)壓時金屬沿著芯(xin)棒表面的(de)(de)流(liu)動(dong)速(su)度(du)超過芯(xin)棒的(de)(de)行程速(su)度(du),因(yin)此在芯(xin)棒上產生了軸向拉伸應力。
在擠壓不(bu)銹鋼管過程中,作用于芯棒上的力的大小取決于一系列的因素,可能達到其總擠壓力的15%~20%.而芯棒表面受熱的溫度會達到800℃,并在金屬移動的過程中對芯棒產生強烈的熱滑動摩擦而引起了芯棒表面的磨損。
當擠壓缸回程時,軸向(xiang)拉伸(shen)力瞬時產生,在芯棒上(shang)又引(yin)起了沖(chong)擊性的拉伸(shen)力。
擠壓時,當不銹鋼管坯料的直徑和擠壓筒的直徑差比較大且坯料壓縮不足時,則在芯棒中將會產生附加的彎曲力。
同樣,當不(bu)銹鋼管坯料的加熱溫(wen)度不(bu)均勻或加熱溫(wen)度不(bu)足時,也會在芯(xin)棒中產生(sheng)彎曲力。
若(ruo)不(bu)銹鋼管(guan)坯料的潤滑(hua)不(bu)到位,在(zai)擠壓時金屬和(he)芯棒(bang)就會產生黏結而咬合,這不(bu)僅導致芯棒(bang)上(shang)拉伸力的提高(gao),而且嚴重的會引起擠壓制品的報(bao)廢。
流出金屬對芯棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)作用力在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)過程中隨(sui)著不銹鋼管坯料長(chang)度的(de)(de)(de)減小而發生(sheng)變化。在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)最(zui)后(hou)瞬間,當(dang)壓(ya)余(yu)的(de)(de)(de)高度接近擠(ji)(ji)壓(ya)坯料的(de)(de)(de)“死(si)區(qu)”時,芯棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)工(gong)作條(tiao)件(jian)最(zui)為惡劣。這在(zai)確定壓(ya)余(yu)的(de)(de)(de)厚度時必(bi)須要考慮到(dao)。因(yin)為在(zai)實(shi)踐中證(zheng)明,芯棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)斷(duan)裂大多數發生(sheng)在(zai)與最(zui)后(hou)擠(ji)(ji)壓(ya)階段相(xiang)應于芯棒(bang)(bang)后(hou)三分(fen)之一(yi)的(de)(de)(de)長(chang)度距離上。擠(ji)(ji)壓(ya)結束(shu)后(hou),芯棒(bang)(bang)后(hou)退(tui)。在(zai)壓(ya)模部(bu)件(jian)的(de)(de)(de)鎖緊(jin)裝置打開后(hou),擠(ji)(ji)壓(ya)桿將壓(ya)余(yu)連(lian)同(tong)擠(ji)(ji)壓(ya)墊一(yi)起推出,芯棒(bang)(bang)急跳式地退(tui)出變形區(qu),同(tong)樣惡化了其(qi)工(gong)作條(tiao)件(jian)。
擠壓芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)內(nei)部冷(leng)卻盡管復雜(za),但仍廣泛應(ying)用于擠壓生產。冷(leng)卻的(de)不均勻將(jiang)引起芯(xin)(xin)棒(bang)中產生附加應(ying)力,其(qi)結果是在芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)表面(mian)上出現(xian)網(wang)狀裂紋,導(dao)致(zhi)芯(xin)(xin)棒(bang)斷裂。急(ji)劇冷(leng)卻,對(dui)于大尺寸的(de)芯(xin)(xin)棒(bang)尤(you)其(qi)危險。
芯(xin)棒(bang)(bang)在(zai)使用(yong)之(zhi)前,要預熱到250~400℃,一方面(mian)可以避(bi)免(mian)在(zai)芯(xin)棒(bang)(bang)插入空心坯時,引(yin)起其內表面(mian)溫度(du)的(de)驟降;另一方面(mian)芯(xin)棒(bang)(bang)預熱后(hou)提高(gao)了芯(xin)棒(bang)(bang)材料(liao)的(de)韌性,減少了芯(xin)棒(bang)(bang)表面(mian)因(yin)受到沖擊性熱負荷而導致龜裂的(de)危險性。
由于(yu)芯棒在(zai)(zai)變(bian)形區內移動著工(gong)作,故(gu)其磨損(sun)情(qing)況會好一(yi)些,但由于(yu)被包圍(wei)在(zai)(zai)高(gao)溫管坯內,散熱條件極差,其工(gong)作表面最(zui)高(gao)溫度可(ke)達到800℃,故(gu)使(shi)用后需冷卻,而(er)大(da)部分芯棒的(de)損(sun)壞(huai)主要都是由于(yu)局部直徑減(jian)小(稱為縮頸(jing))和(he)表面疲勞(lao)裂紋。因此,芯棒必須具有良好的(de)韌性(在(zai)(zai)20~650℃內沖擊(ji)韌性不低于(yu)539~1176kJ/㎡)、硬度(HRC=45~50)和(he)表面光(guang)潔(jie)度(達7級以上)。