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不锈钢管件挤压成形技术现状

作者:admin 来源: 日期:2018-7-28 14:20:50 人气:13

不锈钢管件挤压成形是管件压力成形的方法之一,是通过固定在压力机上的凸模,对模具模腔内的坯料施加一定的压力,使钢管发生塑性变形,从而获得具有一定精度、尺寸、形状的管件的加工方法。它与其他塑性加工方式有较大不同,这是因为挤压成形过程是在一个近似封闭的模具内进行的。挤压成形技术按照挤压成形时的温度与挤压成形件的再结晶温度的关系,可以分为冷挤压、温挤压和热挤压。冷挤压是不锈钢管件材料处在回复温度以下进行的挤压过程,一般是指在室温下所进行的挤压。冷挤压成形具有以下优点:

1)节省材料。冷挤压成形主要是依靠不锈钢管件在压力状态下的形状改变和体积转移,因此不产生切削,材料利用率高,从而节省材料。不锈钢管件如果利用冷挤压成形,材料利用率可以达到70%~95%

2)力学性能好。不锈钢在冷挤压成形过程中变形剧烈,由于不锈钢管件温度较低,难以进行回复、再结晶来对材料进行软化。因此,在成形过程中,产生冷作硬化,并且沿着挤压方向,晶粒变形,产生具有明显取向性的纤维组织,这就很大程度上提高了不锈钢的强度;

3)生产效率高。冷挤压过程是在压力机上进行,随着科技的发展、工艺的改进,其机械化,自动化程度大大提高,从而使得生产效率也有了很大的提高;

4)尺寸精度高。由于是在较低温度下进行的加工,成形过程中的热效应很小,加工得到的不锈钢管件表面光洁,表面粗糙度可以达到Ra1.6~0.2,公差等级可达IT7~IT9

5)可制造形状复杂的不锈钢管件。对于一些内部结构复杂,外形不规则的管件,都可以用冷挤压成形来完成;

虽然冷挤压具有上述优点,但是其成形过程温度较低,并且金属处于三向压应力状态,因此其加工硬化比较严重,变形抗力较大。这样也就导致了如下缺点:

1)模具容易磨损,使用寿命短。这是由于变形抗力大,模具一直处于较高应力状态,并且模具与零件之间的摩擦也大。在长期使用过程中,模具磨损较大,使用寿命短;

2)对压力机设备要求高。成形过程中变形抗力大,亦导致为了能够成形所需要的零件尺寸,压力机的吨位要大。除此之外,还需要挤压设备要有较大的强度和刚度以及较高的精度。

热挤压是指挤压成形的金属材料处于其再结晶温度以上进行的挤压过程。相对于冷挤压成形,热挤压成形主要有以下优点[23]

1)变形抗力小。热挤压过程中,坯料处于再结晶温度以上,在挤压过程中会发生动态回复。当变形程度达到临界值时,还会发生动态再结晶,从而软化材料,消除加工硬。这就使得材料的变形抗力大大下降;

2)挤压强度高。可以挤压断面形状复杂、尺寸较大的制品;

3)生产方法灵活,可以连续生产。

但是相比较于冷挤压成形方式来说,热挤压成形也有其不足之处:

1)对模具材料要求高。因为挤压是在热态下进行,模具材料要具有一定的耐热性,并且对于挤压温度较高的金属的挤压过程如黑色金属,其挤压温度一般在1100℃以上,这样对模具材料的耐热和耐氧化性能要求就更高;

2)模具使用寿命短,模具费用在成本中占的比例大。这是因为长期处在较恶劣的工况环境下,模具的寿命会大大降低;

3)制品表面粗糙度不高,尺度精度不高;

4)材料的利用率低。这是由于在较高温度下,材料表面容易形成氧化层。

温挤压是指将毛坯加热到金属材料再结晶温度以下,回复温度以上(一般指室温)的某个适当的温度下进行挤压。温挤压成形具有以下优点[24]

1)相比于冷挤压成形,由于其挤压温度处于回复温度以上,坯料可以通过回复过程来进行软化,抵消部分加工硬化。所以其变形抗力要较之冷挤压小很多,这样模具寿命大大提高;

2)相比于热挤压成形,其挤压温度低,氧化现象也大大降低,并且其制品尺寸精度和表面质量也比热挤压成形的制品好很多。

可以说温挤压成形兼有冷挤压成形和热挤压成形的优点,但是对于这种较新的技术,其推广与发展过程仍有许多问题:

1)相比于冷挤压,由于增加了加热设备,劳动条件差一些,并且不锈钢管件尺寸精度以及表面质量较之冷挤压也要差一些;

2)温挤过程中所采用的润滑剂也需要不断的改进。