影響擠壓不銹鋼型材產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性的因素有很多,主要有:擠壓溫度;型材斷面形狀;玻璃潤滑劑的種類;擠壓材料;擠壓速度;擠壓比;模子的配合公差;擠壓模溫度。
1. 擠壓溫度的影響
主要考慮擠壓時(shí)金屬從模子中擠出所要求的塑性。在坯料的加熱溫度確定之后,鋼坯的收縮就可以計(jì)算出來,對(duì)于碳素鋼和低碳鋼還必須考慮少量的燒損。
2. 型材斷面形狀的影響
對(duì)于主要斷面外還帶有很薄的凸起部分的擠壓產(chǎn)品,需要對(duì)收縮的公差做特殊的處理。在大多數(shù)情況下,必須允許有較大的收縮公差,因?yàn)閺?fù)雜斷面具有各部分收縮不同的特點(diǎn),并且受主要斷面重量與凸起部分重量比值的影響。對(duì)于簡單形狀斷面,公差一般取0.762mm;而對(duì)于薄壁斷面來說,公差一般取±1.016mm比較適當(dāng)。
擠壓時(shí)金屬能從模子各部分均衡地流出,對(duì)于筋條厚度變化的不對(duì)稱斷面更為必要。在設(shè)計(jì)模子時(shí),必須盡可能地適應(yīng)模子橫斷面上所受到的不同的摩擦阻力,或許要限制某處材料的流動(dòng),來彌補(bǔ)中心另一邊的狹窄筋條。
擠壓時(shí),由于模孔發(fā)生局部變形(可能是由于潤滑劑或者模子表面層移入模孔引起的,也可能是由于兩種情況同時(shí)作用使模子的幾何形狀受到影響),致使斷面形狀不正確的或尺寸產(chǎn)生較大的扭曲。
3. 玻璃潤滑劑種類的影響
選取何種潤滑劑是在擠壓鋼時(shí)所要考慮的主要工藝問題之一。對(duì)于鋼和低塑性合金,采用的潤滑劑需具有的特性是:
a. 能保證熱金屬與冷工具(擠壓筒、擠壓模、擠壓墊)之間有良好的熱絕緣;
b. 在接觸面上的摩擦系數(shù)低;
c. 在擠壓溫度下有合適的黏性,保證潤滑劑在擠壓時(shí)不會(huì)被擠掉。
在擠壓時(shí),如果坯料表面易出現(xiàn)明顯的氧化,最好在玻璃潤滑劑中添加1.0%~1.6%的CaF2,并相應(yīng)地減少Na2O的含量。同時(shí),在設(shè)計(jì)公差時(shí),必須考慮到擠壓后殘留在擠壓產(chǎn)品表面上玻璃潤滑劑的厚度。
4. 擠壓材料的影響
擠壓的鋼種不同,則以另外的形式影響模子的尺寸。
在開始擠壓時(shí),隨著變形阻抗的增加,單位壓力提高,擠壓棒材頭部的玻璃層厚度增加,致使棒材頭部尺寸減小。同時(shí),由于材料的變形抗力增加,材料變形更加困難,致使擠壓模的磨損加大,造成擠壓制品尺寸偏大。
5. 擠壓速度的影響
大的擠壓速度有利于得到尺寸更加均勻一致的斷面。以超過4.58m/s的速度擠壓長11m的鋼材結(jié)果表明,鋼材的全長尺寸的變化均不超過0.381mm.相反,如果擠壓速度很低,就像使擠壓的負(fù)荷一直處于極限時(shí)一樣,則擠壓后制品的尺寸將會(huì)有很大的變化。
6. 擠壓比的影響
擠壓比主要影響著擠壓時(shí)所需要的單位壓力。擠壓比越大,擠壓時(shí)需要的單位壓力越大,擠壓模的磨損越嚴(yán)重。如果在小擠壓筒中擠壓時(shí)模子的磨損過分嚴(yán)重,則應(yīng)換一個(gè)較小的擠壓筒擠壓,這時(shí)就可得到滿意的結(jié)果。另外,采用大擠壓比擠壓棒材時(shí),沿棒材表面的玻璃層一般會(huì)比小擠壓比擠壓時(shí)的厚一些,但不至于公差出格。
7. 模子配合公差的影響
不僅模子的制造精度對(duì)擠壓制品的尺寸會(huì)造成影響,而且模子在模座中的配合精度也會(huì)影響擠壓制品的尺寸精度。
8. 擠壓模溫度的影響
擠壓模在擠壓前需預(yù)熱,擠壓后模子局部的溫度可能升高到600℃以上。此時(shí),擠壓模再次使用前就需要進(jìn)行冷卻。對(duì)于有嚴(yán)格公差要求的制品,對(duì)模子工作溫度的控制很重要。因此,對(duì)于任何一種斷面可以確定最為經(jīng)濟(jì)的擠壓模數(shù)目,以此確定擠壓模的使用間隔時(shí)間,達(dá)到控制擠壓模使用溫度的目的。如果擠壓模數(shù)量少,使用間隔時(shí)間短,使得擠壓模在過熱狀態(tài)下工作,容易造成擠壓模凹陷變形,導(dǎo)致生產(chǎn)的制品孔徑小于要求尺寸。