不銹鋼管擠壓工模具的使用壽命取決于擠壓工模具的使用條件。影響擠壓工模具使用壽命的條件有:擠壓溫度(坯料的加熱溫度)、工藝潤(rùn)滑狀態(tài)(潤(rùn)滑劑的性能與施加方法)、擠壓速度、材料的變形抗力、擠壓比(變形量的大小)以及使用不銹鋼管擠壓工模具的條件(如工模具的使用溫度、材料及其設(shè)計(jì)和加工的質(zhì)量)等。但是,以上使用條件對(duì)于擠壓工模具使用壽命的影響并不是單獨(dú)起作用的,而是各種條件相互關(guān)聯(lián)在一起,綜合的作用下影響到不銹鋼管擠壓工模具的使用壽命和擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量。
1. 擠壓溫度的影響
擠壓溫度包括坯料的加熱和再加熱的溫度、擠壓過(guò)程中的溫升和溫降。圖7-56所示為不同鋼種的擠壓溫度與變形抗力的關(guān)系。
由圖7-56可以看出,隨著擠壓溫度的增高,變形抗力降低;反之,由于工模具接觸高溫的坯料,無(wú)論其表面有多少熔融玻璃潤(rùn)滑劑的絕熱作用,但與高溫坯料的接觸不可避免地會(huì)導(dǎo)致工模具壽命的降低。此外,即使采用無(wú)氧化加熱,而高溫坯料在輸送和操作過(guò)程中的二次氧化,也會(huì)降低玻璃潤(rùn)滑劑的使用效果,從而降低了工模具的使用壽命,并且會(huì)導(dǎo)致擠壓成品鋼管產(chǎn)生裂紋等缺陷。同樣,低溫?cái)D壓使變形抗力增大,使擠壓過(guò)程不穩(wěn)定,會(huì)導(dǎo)致玻璃潤(rùn)滑不充分,而對(duì)工具壽命和成品質(zhì)量造成不良影響。
2. 玻璃潤(rùn)滑劑的影響
潤(rùn)滑狀態(tài)的好壞在很大程度上決定著擠壓工模具的使用壽命和擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量。一般情況下,將作為潤(rùn)滑劑的玻璃提供給坯料的前端面和外表面,在擠壓鋼管時(shí)還要輸送到坯料的內(nèi)表面。由于擠壓時(shí)的擠壓力高達(dá)500~1000MPa,因此,在擠壓模、擠壓筒內(nèi)襯、芯棒與被擠壓坯料之間形成厚度約為0.1mm的熔融黏稠的玻璃薄膜,起到潤(rùn)滑與絕熱的作用,從而可以保護(hù)這些工模具。如果玻璃薄膜層過(guò)厚,或留有未熔玻璃的殘余,絕熱性雖好,但會(huì)加速工模具的磨損,且過(guò)厚的玻璃潤(rùn)滑層是很不穩(wěn)定的;若玻璃薄膜層過(guò)薄,則玻璃薄膜的連續(xù)性會(huì)遭到破壞,導(dǎo)致擠壓時(shí)潤(rùn)滑不良而降低工模具壽命。因此,適當(dāng)?shù)男阅堋⒑线m的數(shù)量、正確地施加玻璃潤(rùn)滑劑,乃是熱擠壓必需的條件。
玻璃潤(rùn)滑劑的絕熱性不會(huì)隨著玻璃的成分變動(dòng)而改變,但其潤(rùn)滑性(黏性)不同,從而必須根據(jù)鋼種、擠壓溫度來(lái)選擇適當(dāng)化學(xué)成分的玻璃。
3. 擠壓速度、變形抗力、擠壓比的影響
圖7-57所示為在φ175mm的擠壓筒(采用SKD4工具鋼的擠壓模,其硬度HRC為42~46)中擠壓軸承鋼管和不銹鋼管時(shí),每個(gè)擠壓模的使用壽命與擠壓比的關(guān)系。從圖7-57可以看出,擠壓模的使用壽命隨著擠壓比的增加而降低,同時(shí)擠壓不銹鋼管時(shí),擠壓模的使用壽命較擠壓軸承鋼管時(shí)要短。
圖7-58所示為擠壓軸承鋼管和不銹鋼時(shí)芯棒的使用壽命與擠壓比的關(guān)系。擠壓條件為采用φ175mm擠壓筒;擠壓模材料為SKD4,硬度為HRC35~40;擠壓筒內(nèi)襯材料為H12,硬度為HRC 40~43.
由圖7-58可見(jiàn),芯棒的使用壽命遠(yuǎn)比擠壓模要高。但是,擠壓比、擠壓鋼種同使用壽命的關(guān)系與擠壓模的傾向相同。
擠壓筒內(nèi)襯平均的使用壽命為4000~6000次,若在鍍鉻后可以達(dá)到8000~10000次。
擠壓墊采用SKD61鋼,硬度為HRC40~45,其平均壽命為3000次。鋼種和硬度相同的模座支承約為10000次,模座為3000~4000次,擠壓(穿孔)桿、芯棒支承等壽命可達(dá)數(shù)萬(wàn)次至數(shù)十萬(wàn)次以上。