擠壓法可以生產各種各樣的不銹鋼管(guan)產品,擠壓鋼管產品斷面的高精度及其斷面的穩定性,需要大量高壽命和形狀相對穩定的工模具。在設計工模具時,必須先仔細地對全套工模具進行計算。因為,往往由于工模具的結構考慮得不夠周密,以及全套工模具裝配不當,導致工模具過早損壞,從而將大大增加產品的成本。尤其是擠壓不銹鋼管(guan)和高鎳合金的管材和型材時,無論是溫度制度方面,還是在坯料形變時的應力承受方面,擠壓工模具的工況條件都是極其嚴酷的,具體來說:
1. 擠(ji)壓(ya)工模具不(bu)同(tong)的(de)(de)工況(kuang)條(tiao)件(jian)對其材質、熱(re)處理以及結構形狀都提出了不(bu)同(tong)的(de)(de)要求。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)擠(ji)壓(ya)工模具的(de)(de)材質應能承受工作時在高壓(ya)下(xia)溫度的(de)(de)急劇(ju)變化,周期(qi)性的(de)(de)加熱(re)到高溫,隨后(hou)又快速地冷卻和負荷沖(chong)擊性下(xia)降的(de)(de)工況(kuang)條(tiao)件(jian)。
2. 在大多數情況下,擠壓(ya)(ya)過程是不平穩(wen)的(de),擠壓(ya)(ya)工模具(ju)上的(de)沖擊(ji)負荷要求(qiu)制造工模具(ju)的(de)材料具(ju)有高(gao)的(de)沖擊(ji)韌(ren)性(xing),但這與(yu)高(gao)硬度的(de)要求(qiu)又(you)相矛盾,則(ze)沖擊(ji)韌(ren)性(xing)反而會降(jiang)低(di)擠壓(ya)(ya)工模具(ju)的(de)壽(shou)命。
3. 在擠壓過程中(zhong),工模(mo)具中(zhong)的一些部件被加熱到700~800℃的溫(wen)度,并在這一溫(wen)度下(xia)進行水冷(leng)或(huo)氣冷(leng)。
4. 擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)、芯棒和(he)擠壓(ya)(ya)(ya)模的(de)工況(kuang)條件尤其(qi)嚴酷(ku),沿被加熱(re)的(de)擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)的(de)長度上(shang),經(jing)常作用有(you)強烈的(de)、不(bu)均勻的(de)高溫(wen)坯料(liao)與內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)壁(bi)之(zhi)間的(de)接(jie)觸摩擦力(li),高的(de)徑向壓(ya)(ya)(ya)力(li),該徑向壓(ya)(ya)(ya)力(li)隨后又沖(chong)擊性(xing)的(de)下降。同時,冷空(kong)氣或水(shui)通(tong)過擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)的(de)孔(kong)腔,使擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)受到強烈地冷卻(que)。在(zai)所有(you)這些(xie)工況(kuang)條件下,在(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)的(de)材(cai)料(liao)中產生了熱(re)超應力(li),并且導(dao)致金屬(shu)材(cai)料(liao)迅速疲勞,使擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)內(nei)(nei)襯(chen)(chen)(chen)很快產生破裂或磨損而損壞。
5. 往往工作(zuo)(zuo)得很好的(de)(de)芯棒(bang),由于不(bu)良的(de)(de)操作(zuo)(zuo),在高壓和坯料(liao)加熱(re)不(bu)足(zu)的(de)(de)情況下進行擠壓而遭到(dao)破(po)壞。原因為坯料(liao)加熱(re)不(bu)足(zu)而導致(zhi)擠壓力(li)急劇上(shang)升(sheng)。實際上(shang),這種由于不(bu)良的(de)(de)操作(zuo)(zuo)而導致(zhi)擠壓工模具(ju)損壞的(de)(de)現象是可以(yi)避免的(de)(de)。
6. 不(bu)銹鋼(gang)管擠壓(ya)(ya)工模(mo)具因(yin)長時(shi)(shi)間(jian)停留在(zai)1100℃以上的(de)高溫區,而使其(qi)壽(shou)(shou)命(ming)大大降低。因(yin)此,在(zai)擠壓(ya)(ya)工藝和(he)設備設計時(shi)(shi),必須(xu)力求縮短擠壓(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian),尤其(qi)是純擠壓(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian),應盡量控(kong)制(zhi)在(zai)3~4s之內完成(cheng)。可見對擠壓(ya)(ya)機純擠壓(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian)的(de)控(kong)制(zhi),并不(bu)是擠壓(ya)(ya)機生(sheng)產率的(de)需要(yao),而是擠壓(ya)(ya)工模(mo)具使用壽(shou)(shou)命(ming)的(de)要(yao)求。
7. 采用含W和Mo元素的耐熱鋼(gang)(gang)來制(zhi)造工模具(ju)(ju)時,這類鋼(gang)(gang)通常是導熱性能(neng)比較差。因(yin)此,在溫度急劇升高(gao)時產生的熱沖(chong)擊負荷,可能(neng)導致工模具(ju)(ju)的破壞。為(wei)此,工模具(ju)(ju)在使(shi)用前的預熱極為(wei)重要。
8. 應了解工模具在使用時的硬度情況,因為工模具不正確的預熱可能導致其脆性破壞。此外,還必須考慮工模具的配置情況、工模具的尺寸以及有時其結構隨著擠壓不銹鋼坯料的尺寸和產品的尺寸的改變而變化的情況。
由此(ci)可見,工(gong)模(mo)具材料的(de)(de)選擇是根據擠(ji)(ji)壓一定材料時的(de)(de)擠(ji)(ji)壓速(su)度(du)條件、加(jia)熱溫度(du)制度(du)、坯料金屬的(de)(de)塑性(xing)、擠(ji)(ji)壓產(chan)品的(de)(de)形(xing)狀(zhuang)、潤滑情(qing)況和工(gong)模(mo)具被冷卻的(de)(de)可能(neng)性(xing)等因素進行的(de)(de)。而制造工(gong)模(mo)具時,正確(que)的(de)(de)不(bu)銹鋼管(guan)機(ji)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)及(ji)熱處理(li)制度(du)對工(gong)模(mo)具的(de)(de)使(shi)用壽命影響極(ji)大,其(qi)工(gong)藝(yi)制度(du)的(de)(de)擬訂起(qi)著(zhu)決(jue)定性(xing)的(de)(de)作用。
因(yin)此,在設計(ji)不(bu)(bu)銹鋼管(guan)擠壓工模(mo)具的形狀(zhuang)、計(ji)算(suan)其強度和選擇其材料時,必須(xu)考慮到(dao)工模(mo)具各種不(bu)(bu)同的工況條件。

