用擠壓法可以生產(chǎn)鋁、鈦及一些鋼的管材,不銹鋼無縫鋼管就可以用玻璃作為潤滑劑、用擠壓法來生產(chǎn),這個過程需要在高溫下進(jìn)行,并會產(chǎn)生非常大的變形和高的應(yīng)變速率。在設(shè)計和開發(fā)擠壓及其他制造工藝的過程中,有限元法模擬已成為一種重要的工具。擠壓工藝的有限元法需要輸入大量的參數(shù),包括邊界條件、初始狀態(tài)、以及說明材料力學(xué)性能和熱性能的許多參數(shù)。而且,這些參數(shù)中的大多數(shù)往往是在擠壓工藝過程本身不可能測得的或在類似的條件下難以獲取的。
瑞典Sandvik材料技術(shù)中心的專家對不銹鋼鋼管擠壓工藝模擬用有限元法的靈敏度進(jìn)行了分析,他們選定了包括擠壓桿速度、坯料和模具溫度、摩擦系數(shù)和傳熱系數(shù)等在內(nèi)的15個模型參數(shù),以研究并確定對擠壓力產(chǎn)生影響的最重要參數(shù),研究結(jié)果表明,坯料的初始溫度是這些所研究參數(shù)中對擠壓力產(chǎn)生最大影響的參數(shù)。在計算跟溫度相關(guān)的參數(shù)時,必須考慮下列因素:
至模具的熱損;
由變形造成的熱量增加;
坯料和模具之間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量;
坯料內(nèi)部的熱傳導(dǎo)以及坯料與壓出物之間的熱傳導(dǎo)。
Sandvik不銹鋼鋼管擠壓工藝過程如下:將坯料在感應(yīng)爐中加熱至擠壓溫度→在轉(zhuǎn)至擠壓室的過程中,在坯料上涂一層玻璃薄層→在穿孔處涂抹玻璃粉以保證坯料跟頂桿之間潤滑良好。在擠壓過程中,在坯料和模具之間安裝了一塊厚厚的壓實了的玻璃粉圓盤負(fù)責(zé)向模具提供潤滑。在擠壓期間該玻璃圓盤會被熱金屬壓向模具,玻璃圓盤會隨著坯料和金屬逐漸變形并形成一層玻璃潤滑膜包裹在擠壓件周圍。這層玻璃潤滑膜保證了低摩擦,并可以作為隔熱層防止模具過熱和坯料快速冷卻。擠壓坯料的外徑240mm、內(nèi)徑112mm、長度888mm;擠壓管的外徑:142mm、壁厚22.0mm。(余冶)