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(guī)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(wěn)定擠壓工藝過程、保證產品質量和產量十分有益。

 

 在現有或新建的擠壓機上,對于試制新材料的新產品和大量生產的老產品,通過試驗研究和經驗總結,繪制出以延伸系數和坯料的加熱溫度為坐標的材料不銹鋼管可能的變形制度曲線,如圖5-1所示。


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  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(qū)域和2區(qū)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(1區(qū)域和3區(qū)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(qū)域為產品質量令人滿意時的區(qū)域,2區(qū)域是超過允許壓力的區(qū)域,3區(qū)域是晶界熔化區(qū)域。


  如果提高擠壓機的擠壓能力或擠壓工模具的允許應力,1區(qū)域將會擴大,并且新的曲線將受到各種具體條件的限制(圖5-1(b),其中P1>P2>P3)。在擠壓變形過程中,部分熱量用于熔化玻璃潤滑劑、加熱擠壓工模具和散發(fā)到周圍的空間;其余則留在變形金屬內,用于提高坯料溫度。在其他條件相同的情況下,留在變形金屬內的熱量與總熱量的比值與擠壓速度有關,其中可能有兩種極端的情況:1. 當擠壓速度非常低時,變形熱完全散發(fā)到周圍空間,即變形流動在等溫條件下進行;2. 當擠壓速度無限大時,全部變形熱都留在金屬內,并建立了絕熱條件。實際上這兩種極端條件是不存在的,因此實際情況是在這兩種極限情況之間。


 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. 擠壓機的名義擠壓力或擠壓桿上的應力不大于1100MPa;


 2. 擠壓不銹鋼管材料的晶粒開始熔化溫度為1325℃;


 3. 擠壓不銹鋼管材料在變形過程中和變形終了的溫度較高,使奧氏體晶粒長大。由于材料在加熱和冷卻過程中沒有發(fā)生相變,在冷卻時材料的晶粒度不變,因此,對于其用于再加工(冷加工)的商品管坯料的加熱溫度為1220℃。


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  為了判斷在繪制變形制度曲線時采用的假設是否正確,尼科波爾南方不銹鋼管廠用06Cr18Ni11Ti不銹鋼坯料進行了一系列的擠壓試驗,包括設定準確的加熱溫度和擠壓力,以及坯料的加熱溫度和延伸系數在比較寬的范圍內變化等。將試驗結果與計算數據進行比較,制定保證商品管和再加工不銹鋼管質量的變形制度曲線。3150噸擠壓機ф190mm擠壓筒在不同擠壓力的條件下,擠壓06Cr18Ni11Ti不銹鋼管時可能的變形制度曲線如圖5-2所示。