浙江至德鋼業(yè)有限公司根據(jù)金屬變形的體積不變定律,變形前的體積V前和變形后的體積V后相等,即
理論上的擠壓比是擠壓前后面積之比或擠壓后前管長(zhǎng)度之比。擠壓比的選擇取決于一系列的因素,如擠壓機(jī)的能力、擠壓材料的性能、潤(rùn)滑劑的類型等。根據(jù)試驗(yàn)認(rèn)為,當(dāng)采用玻璃潤(rùn)滑劑進(jìn)行擠壓時(shí),理論上擠壓比可達(dá)到200; 而當(dāng)采用石墨潤(rùn)滑劑進(jìn)行擠壓時(shí),擠壓比僅可達(dá)到20.實(shí)際上,一般鋼擠壓時(shí),采用玻璃潤(rùn)滑劑擠壓的擠壓比通常在60以下,以35~40為佳。
也有資料認(rèn)為,金屬的變形速度受到延伸系數(shù)(擠壓比)的影響,擠壓比越大,金屬的流動(dòng)速度越快,擠壓制品出口溫升越高。因此,為了控制擠壓金屬的出口溫度,防止由于變形金屬的流動(dòng)速度過(guò)快,而引起擠壓制品的出口溫度過(guò)高,導(dǎo)致變形金屬中晶粒長(zhǎng)大以及不利金屬變形的金相組織出現(xiàn),而將擠壓時(shí)的延伸系數(shù)μ控制在以下的數(shù)值范圍內(nèi):
碳素鋼和低合金鋼 μ<70
滾珠軸承鋼 μ<40
高合金鋼和鐵鎳合金 μ<25
尼科波爾南方不銹鋼管廠推薦的擠壓比μ如下:
碳素鋼管 <50
碳素鋼異型材 25~30
合金鋼和不銹鋼管 30~35
合金鋼和不銹鋼型材 15~20
立式穿孔機(jī)的延伸系數(shù)μ推薦如下:
碳素鋼和合金鋼 <1.6
不銹鋼穿孔 <1.5
不銹鋼擴(kuò)孔 <1.3
擠壓變形的限制條件:擠壓變形參數(shù)的限制條件與各種情況下具體的生產(chǎn)條件有關(guān)。以下數(shù)據(jù)適用于大批量生產(chǎn)的條件,在個(gè)別的、小批量鋼管生產(chǎn)時(shí),其經(jīng)濟(jì)性并不起重要作用。因此,以下限制參數(shù)的數(shù)值可以相應(yīng)變化和擴(kuò)大使用范圍:
對(duì)于不銹鋼管外徑和壁厚之比,碳素鋼和低合金鋼為D/S≤30,不銹鋼為D/S ≤25。
對(duì)于擠壓時(shí)芯棒的最大直徑,不超過(guò)擠壓筒直徑的0.6倍。對(duì)于擠壓時(shí)芯棒的最小直徑,不小于擠壓筒直徑的0.2倍。
對(duì)于擠壓時(shí)的延伸系數(shù),最小不小于2.5,小于該數(shù)值時(shí),采用擠壓工藝是不經(jīng)濟(jì)的;而最大延伸系數(shù)受擠壓時(shí)因熱效應(yīng)引起的金屬中晶粒長(zhǎng)大和不利的組織結(jié)構(gòu)變化的限制。擠壓時(shí)金屬可能的變形程度主要受擠壓機(jī)上達(dá)到最大負(fù)荷時(shí),在擠壓墊上產(chǎn)生的壓力大小的限制。
奧地利席勒爾布盧克曼廠31MN擠壓機(jī)上得到的數(shù)據(jù)所確定的這個(gè)關(guān)系如圖2-39所示。而對(duì)于各種擠壓機(jī)擠壓筒直徑(坯料直徑)的選擇可參考圖2-40。圖2-39所示為擠壓的單位壓力與延伸系數(shù)的關(guān)系,圖2-40所示為對(duì)各種擠壓力的擠壓機(jī)的擠壓筒直徑初步選擇圖。