生產(chǎn)不銹鋼異型材時(shí),異型材的矯直是最困難的工序之一,其矯直費(fèi)用損耗在整個(gè)生產(chǎn)成本中占很大比重。
擠壓時(shí),變形的不均勻性、工模具的磨損以及擠壓后不銹鋼型材的冷卻等都會(huì)引起型材的縱向彎曲、扭曲和波紋等缺陷。擠壓不銹鋼型材一般采用壓力矯直機(jī)、輥式矯直機(jī)或拉伸矯直機(jī)進(jìn)行矯直:
1. 采用壓力矯直機(jī)
用立式或臥式、帶機(jī)械或液壓傳動(dòng)的壓力矯直機(jī)矯直時(shí),采用“三點(diǎn)矯直法”將產(chǎn)品固定在兩個(gè)支撐點(diǎn)上,反方向施加壓力矯正產(chǎn)品。但矯直后產(chǎn)品仍會(huì)存在1.5~2.0mm/m的彎曲度。一般壓力矯直機(jī)用于大彎曲度產(chǎn)品的預(yù)矯直或輔助矯直,以及用于在平面上矯直橫斷面剛度較大的型材。
2. 采用輥式矯直機(jī)
輥式矯直機(jī)用于各種斷面型材的冷矯。型材矯直機(jī)帶有各種異型矯直輥或各種組合矯直輥,在兩個(gè)框架之間開式懸臂布置或閉式布置。一般采用七輥或九輥結(jié)構(gòu)的矯直機(jī)矯直時(shí),型材在水平方向和垂直方向受到反復(fù)的彎曲,其彎曲量與矯直機(jī)的輥數(shù)有關(guān)。
德國曼內(nèi)斯曼·米爾公司采用的“萬能偏心輥式矯直機(jī)”,使被矯直的型材在斷面的各個(gè)方向上都受到彎曲。型材在經(jīng)過某些機(jī)架時(shí)并沒有轉(zhuǎn)動(dòng),而是機(jī)架在與送進(jìn)相垂直的方向上有振動(dòng)式的往復(fù)移動(dòng)。機(jī)架的振動(dòng)由偏心機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn),被矯直的型材則由兩對(duì)送進(jìn)輥和拉輥送進(jìn)。
3. 采用拉伸矯直機(jī)
大部分復(fù)雜斷面的異型材的矯直都是在拉伸一扭轉(zhuǎn)矯直機(jī)上進(jìn)行矯直的。拉伸矯直機(jī)通過一端的扭擰頭和另一端的拉伸頭分別夾緊被矯直型材的兩端,首先將型材扭正,然后將型材拉伸1%~2%的永久變形量,使型材得到扭正和矯直。
對(duì)平直度要求較高的擠壓薄壁空心型材,或?qū)σ砭壓捅谥g的角度要求較準(zhǔn)確的產(chǎn)品,在拉伸矯直機(jī)矯直后,仍可采用輥式矯直機(jī)做輔助矯直。
對(duì)帶有變距扭曲的擠壓型材,拉伸一扭轉(zhuǎn)矯直機(jī)還設(shè)置有可更換的扭轉(zhuǎn)頭中心托架,托架可沿型材長度方向上自由移動(dòng),以適應(yīng)矯直型材不同長度的扭矩變化。
為了改善矯直空心型材時(shí)的夾緊,在有的拉伸矯直機(jī)上采用長度為300~400mm的專用陽模。
冷矯時(shí),材料的塑性較低,可采用溫矯或熱矯。用電流直接通過矯直型材的方法,在拉伸矯直機(jī)上實(shí)現(xiàn)型材的加熱。熱矯后,型材上殘留的玻璃潤滑劑和型材冷卻時(shí)產(chǎn)生的大部分氧化鐵皮被破碎并剝離,有利于隨后的噴丸和酸洗等清除工序。
加熱溫度、金屬的變形抗力和擠壓的持續(xù)時(shí)間對(duì)擠壓型材的尺寸精度都有、定的影響,當(dāng)這些不利因素組合在一起時(shí),導(dǎo)致異型工模具磨損增加、擠壓產(chǎn)品精度降低。此外,工模具的制造精度和潤滑劑的種類對(duì)型材的尺寸精度也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。
為了提高擠壓不銹鋼型材的尺寸精度和表面光潔度,將型材通過一道或多道次的冷卻或冷軋加工后,可以得到尺寸精度達(dá)0.10~0.05mm,表面光潔度達(dá)5~7級(jí)的精密型材。該精密異型材無需經(jīng)過附加的表面機(jī)加工而直接用于機(jī)器制造業(yè)以及其他工業(yè)部門。因此,一般在公差和表面質(zhì)量要求特別嚴(yán)格的情況下才需要進(jìn)行冷矯加工。
對(duì)于一些細(xì)薄斷面的產(chǎn)品擠壓時(shí),型材離開擠壓模時(shí)的溫度還很高,制品通常仍處于很軟的狀態(tài),因此可能由于異型材在移動(dòng)的過程中產(chǎn)生變形,或因熱應(yīng)力的改變而造成卷曲。德國施維爾特鋼廠生產(chǎn)的細(xì)薄斷面型材矯直后(用輥式矯直機(jī)消除畸形)的變形情況如圖6-7所示。圖6-7中帶斜線的矩形斷面只能是在輥式矯直機(jī)矯直后得到。用輥式矯直機(jī)不能矯正的斷面要用液壓拉力矯直機(jī)來矯直。擠壓不銹鋼型材在拉伸矯直時(shí),殘留在表面上的玻璃潤滑劑幾乎都會(huì)崩落;即使還殘留少量的小塊玻璃,也可以通過噴丸清除。經(jīng)處理后的擠壓型材的表面質(zhì)量可以與軋制鋼材相比。