浙江至德钢业有限公司根据金属变形的体积不变定律,变形前的体积V前和变形后的体积V后相等,即
理论上的挤压比是挤压前后面积之比或挤压后前管长度之比。挤压比的选择取决于一系列的因素,如挤压机的能力、挤压材料的性能、润滑剂的类型等。根据试验认为,当采用玻璃润滑剂进行挤压时,理论上挤压比可达到200; 而当采用石墨润滑剂进行挤压时,挤压比仅可达到20.实际上,一般钢挤压时,采用玻璃润滑剂挤压的挤压比通常在60以下,以35~40为佳。
也有资料认为,金属的变形速度受到延伸系数(挤压比)的影响,挤压比越大,金属的流动速度越快,挤压制品出口温升越高。因此,为了控制挤压金属的出口温度,防止由于变形金属的流动速度过快,而引起挤压制品的出口温度过高,导致变形金属中晶粒长大以及不利金属变形的金相组织出现,而将挤压时的延伸系数μ控制在以下的数值范围内:
碳素钢和低合金钢 μ<70
滚珠轴承钢 μ<40
高合金钢和铁镍合金 μ<25
尼科波尔南方不锈钢管厂推荐的挤压比μ如下:
碳素钢管 <50
碳素钢异型材 25~30
合金钢和不锈钢管 30~35
合金钢和不锈钢型材 15~20
立式穿孔机的延伸系数μ推荐如下:
碳素钢和合金钢 <1.6
不锈钢穿孔 <1.5
不锈钢扩孔 <1.3
挤压变形的限制条件:挤压变形参数的限制条件与各种情况下具体的生产条件有关。以下数据适用于大批量生产的条件,在个别的、小批量钢管生产时,其经济性并不起重要作用。因此,以下限制参数的数值可以相应变化和扩大使用范围:
对于不锈钢管外径和壁厚之比,碳素钢和低合金钢为D/S≤30,不锈钢为D/S ≤25。
对于挤压时芯棒的最大直径,不超过挤压筒直径的0.6倍。对于挤压时芯棒的最小直径,不小于挤压筒直径的0.2倍。
对于挤压时的延伸系数,最小不小于2.5,小于该数值时,采用挤压工艺是不经济的;而最大延伸系数受挤压时因热效应引起的金属中晶粒长大和不利的组织结构变化的限制。挤压时金属可能的变形程度主要受挤压机上达到最大负荷时,在挤压垫上产生的压力大小的限制。
奥地利席勒尔布卢克曼厂31MN挤压机上得到的数据所确定的这个关系如图2-39所示。而对于各种挤压机挤压筒直径(坯料直径)的选择可参考图2-40。图2-39所示为挤压的单位压力与延伸系数的关系,图2-40所示为对各种挤压力的挤压机的挤压筒直径初步选择图。