工業(yè)鋁型材擠壓變形有兩種原因:
一不均勻性;
如果工業(yè)鋁型材在擠壓過程結(jié)束以后不經(jīng)受外務(wù)作用的話,那么,變形狀態(tài)的不均勻性是產(chǎn)生殘余應(yīng)力的基本原因。由于塑性變形區(qū)各部分的溫度不均,在工業(yè)鋁型材制品中也會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。
二:剩余擠壓應(yīng)用力
但是,因?yàn)檫@種溫度的不均勻性比較小,所以,由此而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力值也不大。因此可以認(rèn)為,工業(yè)鋁型材擠壓制品從塑性變形區(qū)流出瞬間的應(yīng)力狀態(tài)主要取決于由變形不均所引起的殘余應(yīng)力。
在大多數(shù)擠壓過程中,周邊層的主拉伸變形要比在中心層大。因此,周邊層的拉伸彈性變形大于中心層的拉伸彈性變形。按照內(nèi)力相互平衡的條件,這就會(huì)導(dǎo)致周邊層為完全消除彈性變形而產(chǎn)生的收縮要小一些。而中心層為完全消除彈性變形而產(chǎn)生的收縮要大一些。結(jié)果,從模孔中流出來的工業(yè)鋁型材擠壓制品內(nèi),中心層產(chǎn)生了縱向壓縮應(yīng)力,而其周邊層則產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。在擠壓(未進(jìn)行隨后加工)的圓棒中。
應(yīng)該注意到,在工業(yè)鋁型材型材擠壓時(shí),其各部分流動(dòng)速度的不均勻性是產(chǎn)生殘余應(yīng)力另一個(gè)原因。這些殘余應(yīng)力被型材各個(gè)部分的相互作用力所平衡,因而可能改變上述縱向殘余力的分布圖形。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明,棒材從塑性變形區(qū)流出后,由于彈性變形的緣故,其徑向尺寸稍有增加。由于徑向尺寸的這種增加,勢(shì)必對(duì)各同心環(huán)層之間造成一種徑向壓縮應(yīng)力,這種應(yīng)力狀態(tài)正如同一組承受有內(nèi)、外壓力逐漸降低為零的同心管中的應(yīng)力狀態(tài)一樣。圖2-17b為徑向應(yīng)力的分布示意圖。由于應(yīng)力呈對(duì)稱分布,所以,盡管都為負(fù)號(hào),但彼此之間仍可得到平衡。兩個(gè)已示出的縱向和徑向殘余應(yīng)力分布圖形,確定了圓周應(yīng)力圖的分布形式。實(shí)際上,由于產(chǎn)生了徑向壓縮應(yīng)力,在外周環(huán)形層中的橫向應(yīng)力只能是拉伸應(yīng)務(wù),因此,為了平衡各層之間的應(yīng)力,內(nèi)環(huán)形層中心的橫向應(yīng)力必須是壓縮應(yīng)力。
熱擠壓時(shí),由于工業(yè)鋁型材擠壓制品的隨后冷卻,往往會(huì)改變上述的應(yīng)力狀態(tài),這種改變有時(shí)是十分明顯的。例如,當(dāng)緩慢冷卻時(shí),常可導(dǎo)致類似于進(jìn)行低溫退火時(shí)的結(jié)果,即可能使殘余應(yīng)力幾乎完全消除。在此表面積不大的型材中,由于熱慣性大,出現(xiàn)這種緩慢冷卻形式的可能性就較大。
在擠壓大直徑棒材和厚壁工業(yè)鋁型材時(shí),除了因組織轉(zhuǎn)變所引起的應(yīng)力狀態(tài)的改變外,由于周邊層和中心層冷卻的不均,也可能產(chǎn)生新的殘余應(yīng)力。
周邊層的快速冷卻,起初會(huì)導(dǎo)致周邊層的收縮和縱向拉伸應(yīng)力的增加,而后,由于內(nèi)層熱量的影響,這種應(yīng)力可能會(huì)消失。然而,內(nèi)層金屬由于受到冷卻而產(chǎn)生收縮,從而在周邊層此起縱向壓縮應(yīng)力,在內(nèi)層則引起拉伸應(yīng)力。同時(shí),也可能出現(xiàn)圓周應(yīng)力。
在這里,應(yīng)該注意到直徑(或壁厚)的影響。顯然,直徑(或壁厚)越小,熱慣性就越小,縱向?qū)拥臏囟染途獾迷娇欤霈F(xiàn)溫度殘余應(yīng)力的可能性就越小。在不對(duì)稱變形的條件下,由于出現(xiàn)了一種不對(duì)稱型的殘余應(yīng)務(wù),所以,增大了總的殘余應(yīng)力值。
不對(duì)稱型殘余應(yīng)力的直接結(jié)果是使工業(yè)鋁型材擠壓制品產(chǎn)生翹曲。在溫度不均勻的條件下,也可能產(chǎn)生不對(duì)稱型殘余應(yīng)務(wù)。當(dāng)擠壓已變涼的管材時(shí),由于冷管包住了熱針,所以,會(huì)產(chǎn)生更大的應(yīng)力。這種應(yīng)力可能在管材上引起縱向裂紋。因此,減少變形區(qū)中的變形和溫度場(chǎng)的不均勻性具有十分重要的意義。
綜上所述工業(yè)鋁型材擠壓廠商務(wù)必熟練掌握擠壓技巧 了解不合格擠壓的原因,在日常生產(chǎn)過程中知道如何規(guī)避這些前輩總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn),這樣才能夠?yàn)楣I(yè)鋁型材長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展做出一點(diǎn)總結(jié)的貢獻(xiàn)
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