生產(chǎn)不銹鋼異型材時,異型材的矯直是最困難的工序之一,其矯直費用損耗在整個生產(chǎn)成本中占很大比重。
擠壓時,變形的不均勻性、工模具的磨損以及擠壓后不銹鋼型材的冷卻等都會引起型材的縱向彎曲、扭曲和波紋等缺陷。擠壓不銹鋼型材一般采用壓力矯直機(jī)、輥式矯直機(jī)或拉伸矯直機(jī)進(jìn)行矯直:
1. 采用壓力矯直機(jī)
用立式或臥式、帶機(jī)械或液壓傳動的壓力矯直機(jī)矯直時,采用“三點矯直法”將產(chǎn)品固定在兩個支撐點上,反方向施加壓力矯正產(chǎn)品。但矯直后產(chǎn)品仍會存在1.5~2.0mm/m的彎曲度。一般壓力矯直機(jī)用于大彎曲度產(chǎn)品的預(yù)矯直或輔助矯直,以及用于在平面上矯直橫斷面剛度較大的型材。
2. 采用輥式矯直機(jī)
輥式矯直機(jī)用于各種斷面型材的冷矯。型材矯直機(jī)帶有各種異型矯直輥或各種組合矯直輥,在兩個框架之間開式懸臂布置或閉式布置。一般采用七輥或九輥結(jié)構(gòu)的矯直機(jī)矯直時,型材在水平方向和垂直方向受到反復(fù)的彎曲,其彎曲量與矯直機(jī)的輥數(shù)有關(guān)。
德國曼內(nèi)斯曼·米爾公司采用的“萬能偏心輥式矯直機(jī)”,使被矯直的型材在斷面的各個方向上都受到彎曲。型材在經(jīng)過某些機(jī)架時并沒有轉(zhuǎn)動,而是機(jī)架在與送進(jìn)相垂直的方向上有振動式的往復(fù)移動。機(jī)架的振動由偏心機(jī)構(gòu)來實現(xiàn),被矯直的型材則由兩對送進(jìn)輥和拉輥送進(jìn)。
3. 采用拉伸矯直機(jī)
大部分復(fù)雜斷面的異型材的矯直都是在拉伸一扭轉(zhuǎn)矯直機(jī)上進(jìn)行矯直的。拉伸矯直機(jī)通過一端的扭擰頭和另一端的拉伸頭分別夾緊被矯直型材的兩端,首先將型材扭正,然后將型材拉伸1%~2%的永久變形量,使型材得到扭正和矯直。
對平直度要求較高的擠壓薄壁空心型材,或?qū)σ砭壓捅谥g的角度要求較準(zhǔn)確的產(chǎn)品,在拉伸矯直機(jī)矯直后,仍可采用輥式矯直機(jī)做輔助矯直。
對帶有變距扭曲的擠壓型材,拉伸一扭轉(zhuǎn)矯直機(jī)還設(shè)置有可更換的扭轉(zhuǎn)頭中心托架,托架可沿型材長度方向上自由移動,以適應(yīng)矯直型材不同長度的扭矩變化。
為了改善矯直空心型材時的夾緊,在有的拉伸矯直機(jī)上采用長度為300~400mm的專用陽模。
冷矯時,材料的塑性較低,可采用溫矯或熱矯。用電流直接通過矯直型材的方法,在拉伸矯直機(jī)上實現(xiàn)型材的加熱。熱矯后,型材上殘留的玻璃潤滑劑和型材冷卻時產(chǎn)生的大部分氧化鐵皮被破碎并剝離,有利于隨后的噴丸和酸洗等清除工序。
加熱溫度、金屬的變形抗力和擠壓的持續(xù)時間對擠壓型材的尺寸精度都有、定的影響,當(dāng)這些不利因素組合在一起時,導(dǎo)致異型工模具磨損增加、擠壓產(chǎn)品精度降低。此外,工模具的制造精度和潤滑劑的種類對型材的尺寸精度也會產(chǎn)生一定的影響。
為了提高擠壓不銹鋼型材的尺寸精度和表面光潔度,將型材通過一道或多道次的冷卻或冷軋加工后,可以得到尺寸精度達(dá)0.10~0.05mm,表面光潔度達(dá)5~7級的精密型材。該精密異型材無需經(jīng)過附加的表面機(jī)加工而直接用于機(jī)器制造業(yè)以及其他工業(yè)部門。因此,一般在公差和表面質(zhì)量要求特別嚴(yán)格的情況下才需要進(jìn)行冷矯加工。
對于一些細(xì)薄斷面的產(chǎn)品擠壓時,型材離開擠壓模時的溫度還很高,制品通常仍處于很軟的狀態(tài),因此可能由于異型材在移動的過程中產(chǎn)生變形,或因熱應(yīng)力的改變而造成卷曲。德國施維爾特鋼廠生產(chǎn)的細(xì)薄斷面型材矯直后(用輥式矯直機(jī)消除畸形)的變形情況如圖6-7所示。圖6-7中帶斜線的矩形斷面只能是在輥式矯直機(jī)矯直后得到。用輥式矯直機(jī)不能矯正的斷面要用液壓拉力矯直機(jī)來矯直。擠壓不銹鋼型材在拉伸矯直時,殘留在表面上的玻璃潤滑劑幾乎都會崩落;即使還殘留少量的小塊玻璃,也可以通過噴丸清除。經(jīng)處理后的擠壓型材的表面質(zhì)量可以與軋制鋼材相比。