4.4 孔腔形成机理
斜轧实心管坯时,在顶头接触管坯前常易出现金属中心破裂现象,当大量裂口发展成相互连接,扩大成片以后,金属连续性破坏,形成中心空洞即孔腔。见图4-5。在顶头前过早形成孔腔,会造成大量的内折缺陷,恶化钢管内表面质量,甚至形成废品,因此在穿孔工艺中力求避免过早形成孔腔。
图4-5 孔腔示意图
影响孔腔形成的主要因素有:
变形的不均匀性(顶头前压缩量)
不均匀变形程度主要决定于坯料每半转的压缩量(称为单位压缩量),生产中指顶头前压缩量。顶头前压缩量愈大则变形不均匀程度也愈大,导致管坯中心区的切应力和拉应力增加,从而容易促进孔腔的形成。一般用临界压缩量来表示最大压缩量值的限制,压缩量小于临界压缩量则不容易或不形成孔腔。
椭圆度的影响
穿孔过程中在管坯横断面上存在着很大的不均匀变形,椭圆度愈大,则不均匀变形也愈大。按照体积不变定律可知,横向变形愈大则纵向变形愈小,将导致管坯中心的横向拉应力、切应力以及反复应力增加,加剧了孔腔的形成趋势
单位压缩次数的影响
在生产中主要指管坯从一次咬入到二次咬入过程中管坯的旋转次数,次数的增多就容易形成孔腔。
钢的自然塑性
钢的自然塑性由钢的化学成分、金属冶炼质量以及金属组织状态所决定,而组织状态又由管坯加热温度和时间所影响。一般来说塑性低的金属,穿孔性能差,容易产生孔腔。
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