穿孔變形區(qū)中四個(gè)區(qū)段
Ⅰ區(qū)稱之為穿孔準(zhǔn)備區(qū),(軋制實(shí)心圓管坯區(qū)),。Ⅰ區(qū)的主要作用是為穿孔作準(zhǔn)備和順利實(shí)現(xiàn)二次咬入,。這個(gè)區(qū)段的變形特點(diǎn)是:由于軋輥入口錐表面有錐度,沿穿孔方向前進(jìn)的管坯逐漸在直徑上受到壓縮,,被壓縮的部分金屬一部分向橫向流動(dòng),,其坯料波面有圓形變成橢圓形,一部分金屬軸向延伸,,主要使表層金屬發(fā)生形變,,因此在坯料前端形成一個(gè)“喇叭口”狀的凹陷。此凹陷和定心孔保證了頂頭鼻部對(duì)準(zhǔn)坯料的中心,,從而可減小毛管前端的壁厚不均,。
該段的變形參數(shù)一般用 d/D表示。
Ⅱ區(qū)稱為穿孔區(qū),,該區(qū)的作用是穿孔,,即由實(shí)心坯變成空心的毛管,該區(qū)的長(zhǎng)度為從金屬與頂頭相遇開始到頂頭圓錐帶為止,。這個(gè)區(qū)段變形特點(diǎn)主要是壁厚壓下,由于軋輥表面與頂頭表面之間距離是逐漸減小的,因此毛管壁厚是一邊旋轉(zhuǎn),一邊壓下,,因此是連軋過程,這個(gè)區(qū)段的變形參數(shù)以Ⅰ壁厚相對(duì)壓下量來(lái)表示,壁厚上被壓下的金屬,同樣可向橫向流動(dòng)(擴(kuò)徑)和縱向流動(dòng)(延伸)但橫向變形受到導(dǎo)盤的阻止作用,縱向延伸變形是主要的。導(dǎo)盤的作用不僅可以限制橫向變形而且還可以拉動(dòng)金屬向軸向延伸,由于橫向變形的結(jié)果,橫截面呈橢圓形,。
Ⅲ區(qū)稱為碾軋區(qū),該區(qū)的作用是碾軋均整,、改善管壁尺寸精度和內(nèi)外表面質(zhì)量,由于頂頭母線與軋輥母線近似平行,,所以壓下量是很小的,,主要起均整作用,。軋件橫截面在此區(qū)段也是橢圓形,并逐漸減小,。
Ⅳ區(qū)稱為歸圓區(qū),。該區(qū)的作用是把橢圓形的毛管,,靠旋轉(zhuǎn)的軋輥逐漸減小直徑上的壓下量到零,,而把毛管轉(zhuǎn)圓,該區(qū)長(zhǎng)度很短,,在這個(gè)區(qū)變形實(shí)際上是無(wú)頂頭空心毛管塑性彎曲變形,,變形力也很小。
變形過程中四個(gè)區(qū)段是相互聯(lián)系的,,而且是同時(shí)進(jìn)行的,,金屬橫截面變形過程是由圓變橢圓再歸圓的過程。
華北金屬主營(yíng)熱軋,、冷拔拔管,,27simn大口徑無(wú)縫管、Q235b大口徑直縫鋼管,、27simn大口徑厚壁鋼管,、16Mn大口徑鋼管、Q345B大口徑鋼管,、16Mn大口徑無(wú)縫鋼管廠,、20#大口徑無(wú)縫管價(jià)格低。
表示螺旋運(yùn)動(dòng)的基本參數(shù)是:切向運(yùn)動(dòng)速度,、軸向運(yùn)動(dòng)速度和每半轉(zhuǎn)的位移量(即螺距)。
首先來(lái)討論軋輥上任意一點(diǎn)的速度,,如果軋輥圓周速度為W,,則可以分解為兩個(gè)分量(切向分量和軸向分量)。
VB=WCOSβ=πD Nb/60×COSβ------切向旋轉(zhuǎn)速度 (1)
UB=Wsinβ=πD Nb/60×sinβ-----軸向速度 (2)
式中D----所討論截面的軋輥直徑,,mm;
Nb----軋輥轉(zhuǎn)速,, rpm;
β----咬入角。
在軋制過程中由于坯料靠軋輥帶動(dòng),,軋輥將相應(yīng)的速度傳遞給管坯,,則管坯速度為:
VP=πD Nb/60×COSβ= VB 即VP= VB (3)
但實(shí)際上軋輥速度和金屬速度并非完全相等。一般金屬運(yùn)動(dòng)速度小于軋輥速度,,即兩者之間產(chǎn)生滑移,,可用滑移系數(shù)來(lái)表示兩者速度,這樣
VP=πD Nb/60×COSβ×ητ (4)
UP=πD Nb/60×sinβ×η0 (5)
式中ητ ---切向滑移系數(shù),
η0 ---軸向滑移系數(shù),兩者小于1,。
在生產(chǎn)中有實(shí)際意義的是毛管離開軋輥時(shí)的一點(diǎn)速度,,眾所周知,,出口速度愈大,即生產(chǎn)率也愈高,。為了簡(jiǎn)化計(jì)算,,一般假設(shè)軋輥出口速度等于UP,實(shí)際誤差包含在滑移系數(shù)中,。
毛管離開軋輥一點(diǎn)的軸向滑移系數(shù)可用公式(2)求出軸向速度,除以毛管長(zhǎng)度得出理論的穿孔時(shí)間,再和實(shí)測(cè)時(shí)間相比,即η0=T理/T實(shí).這樣確定η0后,則可計(jì)算出毛管離開軋輥的軸向速度,。
螺距在變形中是個(gè)可變值,并且隨著管坯進(jìn)入變形區(qū)程度增加而增加,,這是由于管坯-毛管斷面積不斷減小而軸向流動(dòng)速度不斷增加所致,。
毛管離開軋輥一點(diǎn)的螺距值計(jì)算公式為:
T=π/2×η0/ητ×DB×tgβ
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產(chǎn)生內(nèi)折缺陷的主要因素有以下幾方面:
1) 管坯質(zhì)量.
理論和實(shí)踐證明,連鑄坯的中部應(yīng)該疏松且面積較大,,若中部疏松區(qū)小的話,,說明柱狀晶發(fā)達(dá),這樣金屬變形時(shí)就容易產(chǎn)生內(nèi)折缺陷,。另外管坯若出現(xiàn)連續(xù)的縮孔也容易產(chǎn)生內(nèi)折缺陷,。
2) 加熱質(zhì)量
加熱質(zhì)量的不好會(huì)影響塑性變形能力的降低和不均。溫度偏高所引起的抗破能力的下降,;溫度過低所引起的變形抗力及作用于芯部的剪應(yīng)力的提高以及溫度不均所形成的抗破斷能力的薄弱點(diǎn)都有利于穿孔過程中內(nèi)折缺陷的形成,。
3) 磨損嚴(yán)重的軋制工具
軋制工具主要有軋輥和頂頭。穿孔輥磨損后,,咬入段變得平滑,,因此加重了變形分配的不均,降低了管坯與軋輥間的摩擦力,,增大了頂頭的軸向阻力及毛管的軸向滑移,,增加了頂頭前及變形區(qū)內(nèi)反復(fù)壓縮與輾軋次數(shù),因而更容易在穿孔中形成孔腔及而形成內(nèi)折,。嚴(yán)重磨損或是粘結(jié)了金屬的頂頭,,則會(huì)劃傷毛管的內(nèi)表面而形成內(nèi)折。
4) 調(diào)整參數(shù)調(diào)整不當(dāng)
調(diào)整參數(shù)不當(dāng),如頂頭前伸量過小,、軋輥轉(zhuǎn)速高,,傾角小所造成管坯在頂前壓縮次數(shù)多,都有利于孔腔和內(nèi)折的形成,。
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