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二、冷擠壓技術的特點
1.擠壓零件尺寸準確表面光潔:目前我國研制的冷擠壓件一般尺寸精度可達8~9級,若采用理想的潤滑,其精度僅次于精拋光表面。因此用冷擠壓方法制造的零件,一般不需要再加工,少量的只需精加工(磨削)。
2.節約原材料:冷擠壓件材料利用率通常可以達到80%以上。如解放牌汽車活塞銷動切削加工材料利用率為43.3%,而用冷擠壓時材料利用率提高到92%;又如萬向節軸承套改用冷擠壓后,材料利用率由過去的27.8%提高到64%。可見,采用冷擠壓方法生產機械零件,可以節約大量鋼材和有色金屬材料。
3.生產率高:用冷擠壓方法生產機械零件的效率是非常高的,特別是生產批量大的零件,用冷擠壓方法生產可比切削加工提高幾倍、幾十倍、甚至幾百倍。例如,汽車活塞銷用冷擠壓方法比用切削加工制造提高3.2倍,目前又用冷擠壓活塞銷自動機,使生產率進一步提高。一臺冷擠壓自動機的生產率相當于100臺普通車床或10臺四軸自動車床的生產率。
4.可加工形狀復雜的零件:如異形截面、內齒、異形孔及盲孔等,這些零件采用其它加工法難以完成,用冷擠壓加工卻十分方便。
5.冷擠壓件強度高、剛性好而重量輕:由于冷擠壓采用金屬材料冷變形的冷作強化特性,即擠壓過程中金屬毛坯處于三向壓應力狀態,變形后材料組織致密、且具有連續的纖維流向,因而制件的強度有較大提高。這樣就可用低強度材料代替高強度材料。例如過去采用20Cr鋼經切削加工制造解放牌活塞銷,現改用20號鋼經冷擠壓制造活塞銷,經性能測定各項指標,冷擠壓法高于切削加工法制造活塞銷。
這表明用冷擠壓加工活塞銷可用20號鋼代替20Cr鋼。
從以上特點,可以看出,冷擠壓技術與目前各種加工方法比較,具有突出的優越性。這就為冷擠壓代替切削加工、鍛造、鑄造和拉深工藝來制造機器零件,開辟了一條廣闊的道路。
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合金鋼管(Alloy pipe)是無縫鋼管的一種,其性能要比一般的無縫鋼管高很多,因為這種鋼管里面含Cr比較多,其耐高溫、耐低溫、耐腐蝕的性能是其他無縫鋼管比不上的,所以合金管在石油、航天、化工、電力、鍋爐、軍工等行業的用途比較廣泛。
此外合金鋼管特性有以下5點:
1.合金鋼管的腐蝕速率非常之慢,在理想情況下每100萬年才能腐蝕1厘米。但是在實際應用中,腐蝕往往在某處產生和擴大, 終導致整塊不銹鋼的腐蝕。 在腐蝕環境中,金屬與周圍介質由于化學或電化學作用而引起的破壞稱為腐蝕. 在腐蝕環境中,當不銹鋼選擇不當時,同樣會產生腐蝕。
2.合金鋼管按橫截面積形狀的不同可分為圓管和異型管。由于在周長相等的條件下,圓面積 大,用圓形管可以輸送 多的流體。此外,圓環截面在承受內部或外部徑向壓力時,受力較均勻,因此,絕大多數鋼管是圓管。
3.合金鋼管與圓鋼等實心鋼材相比,在抗彎抗扭強度相同時,重量較輕,合金鋼管是一種經濟截面鋼材,廣泛用于制造結構件和機械零件,如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。
4.用合金鋼管制造環形零件,可提高材料利用率,簡化制造工序,節約材料和加工工時,如滾動軸承套圈、千斤頂套等,目前已廣泛用鋼管來制造。合金鋼管還是各種常規武器不可缺少的材料,槍管、炮筒等都要鋼管來制造。
5.合金管具有中空截面,大量用作輸送流體的管道,如輸送石油、 氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。
合金鋼管成型的方式稱為彎曲,合金鋼管成型的方式便稱為彎折。彎折成型有2種基本方法:實彎和空彎。
1、實彎
實彎,顧名思義是壓實了彎折,實彎時內外輥與管坯內外壁雙向壓實。
1)實彎的優點是反彈小,成型準確,而且只要輥型準確,內角成型的R比較準確。
2)實彎的缺點是有拉伸/減薄效應。,實彎會使彎折處產生拉伸,拉伸效應使彎折線縱向的長度縮短;第二,實彎彎折處金屬會因拉伸而變薄。
2、空彎
空彎是通過外輥與管坯外壁的單向接觸形成彎矩使帶料彎折,空彎會使彎折線產生壓縮,壓縮效應使彎折線縱向伸長,彎折處金屬出現堆積變厚,這就是空彎的壓縮/增厚效應。
1)空彎的優點是可以在無法進行實彎時進行邊長的彎折,比如合金鋼管的上邊/側邊同步彎折和精整。空彎還可以彎折R<0.2t的內角而不致管壁發生斷裂。
2)空彎的缺點是合金鋼管在上邊/側邊同步空彎時,由于上輥和下輥同時產生壓力,成型力容易超越臨界點,造成邊部失穩內凹,并且也會影響到機組穩定運行和成型質量。這也是合金鋼管和圓管空彎成型時不同的特點。
無縫鋼管是中碳結構鋼,冷熱加工機能都不錯,機械機能較好,且價格低、來源廣,所以應用廣泛。它的大弱點是淬透性低,截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。無縫鋼管淬火溫度在A3+(30~50) ℃,在實際操縱中,一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快,表面氧化減少,且能進步工效。為使工件的奧氏體平均化,就需要足夠的保溫時間。假如實際裝爐量大,就需適當延長保溫時間。不然,可能會泛起因加熱不平均造成硬度不足的現象。但保溫時間過長,也會也泛起晶粒粗大,氧化脫碳嚴峻的弊病,影響淬火質量。我們以為,如裝爐量大于工藝文件的劃定,加熱保溫時間需延長1/5。
由于無縫鋼管淬透性低,故應采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后,應該淬透,但不是冷透,假如工件在鹽水中冷透,就有可能使工件開裂,這是由于當工件冷卻到180℃左右時,奧氏體迅速轉變為馬氏體造成過大的組織應力所致。因此,當淬火工件快冷到該溫度區域,就應采取緩冷的方法。因為出水溫度難以把握,須憑經驗操縱,當水中的工件抖動休止,即可出水空冷(如能油冷更好)。另外,工件入水宜動不宜靜,應按照工件的幾何外形,作規則運動。靜止的冷卻介質加上靜止的工件,導致硬度不平均,應力不平均而使工件變形大,甚至開裂。
無縫鋼管調質件淬火后的硬度應該達到HRC56~59,截面大的可能性低些,但不能低于HRC48,不然,就說明工件未得到完全淬火,組織中可能泛起索氏體甚至鐵素體組織,這種組織通過回火,仍舊留存在基體中,達不到調質的目的。
無縫鋼管淬火后的高溫回火,加熱溫度通常為560~600℃,硬度要求為HRC22~34。由于調質的目的是得到綜合機械機能,所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的,就要按圖紙要求調整回火溫度,以保證硬度。如有些軸類零件要求強度高,硬度要求就高;而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件,因調質后還要進行銑、插加工,硬度要求就低些。關于回火保溫時間,視硬度要乞降工件大小而定,我們以為,回火后的硬度取決于回火溫度,與回火時間關系不大,但必需回透,一般工件回火保溫時間總在一小時以上。
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