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精密鋼管擠壓
用擠壓方法生產(chǎn)管材。擠壓管材的品種和規(guī)格達(dá)2500余種。在大型立式擠壓機(jī)上擠壓的鋁管 外徑達(dá)1500mm的鋁管。在200MN臥式擠壓機(jī)上可獲得外徑小于或等于1000mm的管材。采用輪靴式擠壓機(jī)(見連續(xù)擠壓)可擠出≠5mmX0.4mm的細(xì)管材。
擠壓方法
管材可采用正向擠壓、反向擠壓和聯(lián)合擠壓法生產(chǎn),但聯(lián)合擠壓法目前較少應(yīng)用。在管材正向擠壓中,廣泛應(yīng)用的是空心錠一穿孔針法(圖a)、實心錠一穿孔針法(圖b)和實心錠焊合擠壓法(見組合模擠壓)。
空心錠正向擠壓時,由于被擠壓金屬同穿孔針之間存在摩擦力,減少了內(nèi)層金屬的超前流動,金屬流動比較均勻。此外,錠坯中心為穿孔針占據(jù),不會產(chǎn)生擠壓縮尾。采用實心錠一穿孔針法時,穿孔過程分為4個階段。第1階段為準(zhǔn)備階段即填充階段,第2階段為開始穿孔階段,第3階段為劇烈穿孔階段,第4階段為穿透階段。針尖一旦進(jìn)入??坠ぷ鲙?,穿孔過程即告結(jié)束。采用實心錠坯的穿孔擠壓具有如下優(yōu)點(diǎn):工序少,周期短,幾何廢料少,成本較低;金屬流動均勻,管材組織性能均勻,成品率高;產(chǎn)品內(nèi)外表面質(zhì)量好;穿孔針不需要潤滑;工模具設(shè)計和制造都比組合模擠壓簡單,使用壽命也較長。在管材生產(chǎn)中,穿孔擠壓仍存在較大的局限性,多用于擠壓管坯毛料和擠壓熔點(diǎn)較低的合金管材,且只適用于短錠、高溫、慢速擠壓工藝。在帶隨動針的小擠壓機(jī)上擠壓以及擠壓長管、大直徑管和異形薄壁管時,采用穿孔擠壓則相當(dāng)困難。采用焊合法擠壓管材時可用舌形模和平面組合模在各種型式的擠壓機(jī)上將實心錠坯擠壓成管材。由于組合模針短,牢固地固定于模子中間,采用焊合法可擠壓內(nèi)徑小、壁厚薄、精度高、內(nèi)表面質(zhì)量好的管材。然而此法只適用于在正常的擠壓溫度下易成形的金屬和合金,如工業(yè)純鋁、鋁-錳及鋁-鎂-硅系合金,在某些情況下也可以擠壓鋁-鎂合金。
精密鋼管斜軋延伸
用斜軋方式進(jìn)行的毛管軋制工藝。斜軋延伸分二輥斜軋延伸和三輥斜軋延伸兩類。主要在阿塞爾(Assel)和特朗斯瓦爾(Transval)三輥軋機(jī)以及狄舍爾(Diescher)和改進(jìn)型狄舍爾(Accu-Roll)二輥軋機(jī)(見圖)上進(jìn)行。斜軋延伸所以獲得發(fā)展是因為它具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),如軋出的管子尺寸精度很高,設(shè)備和工藝過程簡單,能靠分散變形的積累而獲得大變形量等。
在阿塞爾軋機(jī)上進(jìn)行的斜軋延伸主要用于軋制高n精度的厚壁管(D/S≥11~12),生產(chǎn)薄壁管則比較困難,原因是:由于變形孔型由3個軋輥構(gòu)成,密閉性差,軋制薄壁管尾端時容易出現(xiàn)尾三角。為了能在三輥延伸機(jī)上軋制薄壁管,發(fā)明了在軋制過程中可以回轉(zhuǎn)軋機(jī)牌坊的特朗斯瓦爾軋機(jī)。軋制尾端時利用回轉(zhuǎn)牌坊迅速將前進(jìn)角(軋輥軸線與軋制線問夾角)減小,一方面降低軋制速度,另一方面放大軋輥脊部內(nèi)接圓直徑,使尾端壁厚增加,提高管子穩(wěn)定性,防止出現(xiàn)尾三角。也可在軋制即將結(jié)束時采取快開輥方式增加管端壁厚。采取這些措施后D/S可達(dá)30,小壁厚為2.5mm,但缺點(diǎn)是尾端切頭量增加。為此又發(fā)明了在線外預(yù)先減小毛管尾端壁厚后再進(jìn)行毛管延伸的方法,這樣既防止了尾三角出現(xiàn),又減少了切尾端長度。
在狄舍爾軋機(jī)上的斜軋延伸時,由兩個主動旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)盤作為導(dǎo)向工具,與長芯棒和桶形軋輥一起構(gòu)成變形區(qū)。導(dǎo)盤圓周速度大于管子軸向運(yùn)動速度,導(dǎo)盤給予金屬軸向拉力,有利于軋制薄壁管。改進(jìn)型狄舍爾軋機(jī)使用錐形軋輥和限動芯棒,由于軋輥軸向速度與軋件速度相一致,金屬變形更為合理。此外,中國北京科技大學(xué)研制成功一種拉力芯棒斜軋延伸機(jī),軋管時芯棒軸向運(yùn)動速度大于管材軸向運(yùn)動速度,通過芯棒給予管材軸向拉力和用導(dǎo)板密封變形區(qū)可軋制內(nèi)表面粗糙度低的薄壁管。