不銹鋼管擠壓模按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為整體模和組合模兩類。一般在較小噸位的擠壓機(jī)上,對(duì)于較小外形的擠壓模,采用較多的是整體模;而在大型擠壓機(jī)上,較多地采用組合模。
圖7-26所示為幾種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的整體模。按照擠壓的型腔形狀又可以分為平面模、錐形模、平錐模、雙錐模、圓弧模(包括凸弧形模和凹弧形模)等。
試驗(yàn)研究指出,不銹鋼管擠壓模的入口錐角α=40°以上時(shí),其工作壽命最長;但是,模子的入口錐角采用α=30°時(shí),與擠壓筒內(nèi)襯壁相接觸的過冷金屬粒子陷入變形區(qū)的死角中,而導(dǎo)致擠壓產(chǎn)品報(bào)廢。因此,實(shí)際上擠壓模的入口錐角都取α=25°~30°.據(jù)此,也有制作成帶有雙錐角的擠壓模,即第一個(gè)人口錐角α1=25°,與變形區(qū)(死角)接觸;第二個(gè)入口錐角α2=40°,與模子定徑帶相接。
擠壓模的定徑帶寬度是一個(gè)重要的參數(shù),如果過寬會(huì)增加擠壓時(shí)的摩擦力,導(dǎo)致擠壓模表面磨損嚴(yán)重,引起金屬表面的黏著,影響擠壓鋼管的表面質(zhì)量;過窄的定徑帶會(huì)導(dǎo)致擠壓鋼管的尺寸不穩(wěn)定,并且不銹鋼管容易彎曲,同時(shí)擠壓模也容易磨損,降低了擠壓模的使用壽命。因此,對(duì)于每一種材料應(yīng)選定一種合理的定徑帶寬度。在生產(chǎn)實(shí)際中,擠壓模定徑帶的寬度的確定,主要根據(jù)擠壓成品管口徑的大小和鋼管的長短,一般取擠壓鋼管直徑的8%~12%(不計(jì)??趫A弧倒角)。
觀察不銹鋼管擠壓模使用時(shí)磨損的情況后發(fā)現(xiàn),變形區(qū)附近的擠壓模上層金屬被擠壓坯料金屬揉皺。如果擠壓金屬聚積在工作帶,則模孔直徑將會(huì)減小。即便是模子進(jìn)行鏜孔后繼續(xù)使用時(shí),金屬聚積現(xiàn)象仍會(huì)出現(xiàn)。所有這些,將導(dǎo)致在擠壓所有材料時(shí),模子入口部分的輪廓逐漸變形呈圓弧形。無論是對(duì)于平面模或者是錐形模都是如此。
擠壓不銹鋼管過程中,擠壓模在定徑帶附近的磨損最為嚴(yán)重,因?yàn)槟W庸ぷ鳒囟炔粩嗌仙诮Y(jié)束擠壓時(shí)溫度達(dá)到850~700℃,從而降低了擠壓模材料的表面硬度。
但是,如果擠壓時(shí)的單位壓力小,溫度不高,則工具的溫升不大,工具表面和邊緣的揉皺現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生。此時(shí),磨損的表面表現(xiàn)為表面磨料的微磨損和定徑帶尺寸的改變。
因而,擠壓模的塑性磨損導(dǎo)致了??卓讖降臏p小,而擠壓模孔徑的增大,則意味著工具材料沒有發(fā)生塑性變形。
從擠壓模進(jìn)口喇叭口到定徑帶的圓弧倒角半徑為5~10mm,過小時(shí)金屬變形激烈。而模后出口喇叭口錐角一般為6°~10°.擠壓異形材時(shí),其模墊也應(yīng)做成相似形狀,且倒角同上。
擠壓模與變形金屬接觸的表面應(yīng)做得十分光滑,以減小金屬的變形阻力,保證制品表面光潔。其接觸面的光潔度為7~8級(jí)。
擠壓模表面應(yīng)有足夠的硬度。其材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,防止擠壓模過度磨損和引起開裂。一般整體模的硬度HRC約為48~52,如采用組合模時(shí),其表面硬度可以更高。
不銹鋼管擠壓模的內(nèi)孔直徑應(yīng)等于熱狀態(tài)下鋼管的外徑,即為冷狀態(tài)下鋼管外徑加上冷收縮量。材料的熱膨脹系數(shù)一般為1.012~1.015,則擠壓模的內(nèi)徑d為:
d=(1.012~1.015)D 式中 D 擠壓成品鋼管外徑,mm.
為了提高擠壓模的利用率,擠壓模??字睆娇缮孕∮跓釥顟B(tài)下鋼管的外徑,但不能小于直徑的負(fù)公差值,則:
d=(1.012~1.015)D-Δ 式中 Δ-熱擠壓鋼管直徑的負(fù)公差值,mm.
擠壓模的機(jī)加工精度要求:當(dāng)d=50~100mm時(shí),定徑帶的直徑公差為 -0.1mm,當(dāng)d>101mm時(shí),為-0.2mm;偏心度公差不超過定徑帶直徑的0.3%。