浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)人員長期對車間生產(chǎn)不銹鋼管狀況跟蹤調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),延伸系數(shù)對擠壓不銹鋼管質(zhì)量的影響與擠壓速度的影響很類似。因?yàn)槠浯_定了金屬的流動速度。因此,上述參數(shù)可以一起看作是金屬對潤滑劑熱作用時間的變化。
延伸系數(shù)對擠壓生產(chǎn)不銹鋼管質(zhì)量的影響的試驗(yàn)結(jié)果如圖 4-14 所示。從可以得出:
1. 對于低黏度(15Pa·s)和中等黏度(57Pa·s)的玻璃潤滑劑,在延伸系數(shù)為9~23的范圍內(nèi),當(dāng)延伸系數(shù)增大時,不銹鋼管的內(nèi)外表面質(zhì)量得到改善。特別是從低延伸系數(shù)過渡到中等延伸系數(shù)時較為明顯。而當(dāng)使用高黏度的玻璃潤滑劑時,延伸系數(shù)對擠壓鋼管表面質(zhì)量的影響有些不同。因?yàn)?,對于黏度?3Pa·s的玻璃潤滑劑,當(dāng)由低伸長率過渡到中等伸長率時,不銹鋼管表面的微觀不平度的深度減小,然后在延伸系數(shù)等于23范圍內(nèi)時又有些增大。
2. 當(dāng)使用黏度最大(120Pa-s)的玻璃潤滑劑時,只有在最小的延伸系數(shù)(μ=9)時,擠壓才能穩(wěn)定進(jìn)行,而當(dāng)高延伸系數(shù)(μ=14.5~23.0)時,擠壓過程無法進(jìn)行。
3. 潤滑劑黏度的變化對于不銹鋼管表面質(zhì)量的影響要比延伸系數(shù)變化的影響大,當(dāng)中等延伸系數(shù)μ=14.5和粘度為80~90的玻璃潤滑劑擠壓時,得到最好的結(jié)果
4. 對于擠壓力參數(shù)更明顯的影響因素是延伸系數(shù)的變化,因?yàn)橛捎诮饘僮枇Φ脑黾?。?dāng)延伸系數(shù)增加2.5倍時,引起擠壓力增加50%~55%。而當(dāng)潤滑劑黏度從15Pa·s增加到83Pa·8時,擠壓力的增加不會大于10%。
5. 當(dāng)金屬流速增大時,擠壓不銹鋼管表面質(zhì)量提高。而金屬流速的最佳值取決于所采用的潤滑劑。當(dāng)金屬流速為5~6m/s時,對高黏度的潤滑劑能獲得最高的擠壓不銹鋼管表面質(zhì)量。而對低黏度的潤滑劑,當(dāng)流速為超過10m/s時,才有可能,這是因?yàn)楫?dāng)金屬的流速增大時,熱金屬對潤滑劑表層作用的持續(xù)時間減少、相應(yīng)地減小帶入變形區(qū)的熔化潤滑劑的厚度。因此,在擠壓制品表面上顯示出較小程度的痕,其深度可達(dá)30~40μm,而管子前端表面的斑痕深度可達(dá)100um。這是由于在擠壓過程中,坯料端部在鐓粗時與玻璃墊的熱作用持續(xù)時間出較長。
試驗(yàn)中,擠壓不銹鋼管時的鐓粗持續(xù)時間為1~2秒,而擠壓過程中與玻璃墊接觸的計(jì)算時間為0.015~0.025秒。選擇全屬的流速應(yīng)考慮潤滑劑的黏度,一般,如果不是金屬低塑性提出的要求,不希望以小于3~3.5m/s的流速擠壓鋼制品。對于潤滑劑的黏度、擠壓參數(shù)和擠壓制品表面微觀不平度的深度三者關(guān)系的研究,可以得出,通過改變擠壓參數(shù),采用不同的原始黏度的潤滑劑,可以獲得表面質(zhì)量合格的不銹鋼管產(chǎn)品。如果選擇出對應(yīng)于擠壓速度參數(shù)最佳的潤滑劑黏度值,則達(dá)到最好的擠壓制品的結(jié)果就容易了。
采用各種不同黏度的玻璃潤滑劑進(jìn)行擠壓不銹鋼管材的試驗(yàn)研究表明,最佳黏度值同時取決于許多因素,如變形金屬的強(qiáng)度、擠壓比、擠壓速度等。上述參數(shù)改變時,潤滑劑的最佳黏度隨著改變。如擠壓321不銹鋼管時,1180℃溫度下在很大的范圍內(nèi)改變擠壓速度和延伸系數(shù),而潤滑劑的最佳黏度值處于70~120Pa·s范圍內(nèi)。但是,當(dāng)擠壓比321不銹鋼強(qiáng)度極限相應(yīng)高1.5倍和低1.5倍的0C123Ni28Mo3Cu3Ti耐蝕不銹鋼和10號鋼時,前者潤滑劑的最佳黏度值增大到140Pa·s,而后者減小到25~500Pa·s,包括擠壓不銹鋼管內(nèi)部表面都要采用相同黏度的潤滑劑。
用于不銹鋼管坯料外表面滾涂的玻璃潤滑劑,不能采用擠壓模的潤滑墊和內(nèi)表面潤滑相同的玻璃潤滑劑。否則會導(dǎo)致從擠壓筒中頂出壓余時有困難,而且在未預(yù)熱好的擠壓筒內(nèi)擠壓時,擠壓力急劇增高。一般用于坯料滾涂的玻璃潤滑劑應(yīng)采用黏度低于25Pa·s的低黏度玻璃潤滑劑。采用其余的玻璃潤滑劑時,在與相對冷的擠壓筒壁接觸時凝結(jié),并使取出坯料時遇到困難,而且使擠壓力增大。