推制弯头几何形状的工艺参数有:推制用坯料的材质、壁厚和外径、芯棒头的材质及形状、加热温度及其分布以及推进速度。下面分别讨论各工艺参数对推制弯头几何形状的影响。
火力发电行业常用推制弯头的材质有WB36 和A335P22 等。WB36
的高温强度小于A335P22 的高温强度,WB36 的高温塑性小于A335P22的高温塑性,WB36 的导热系数小于A335P22
的导热系数。故在坯料外径、壁厚及芯棒头形状尺寸相同的情况下,WB36 与模具的贴合性能小于A335P22
。
推制弯头需要正火+ 回火热处理、机加工端口,壁厚需留有烧损及机加工余量。一般余量为弯头理论壁厚的10
% ~20 %。弯头壁厚δ与截面直径D
比值越小,与模具的贴合性能越好,但弯头内弧越容易失稳起皱。根据金属在塑性变形时体积不变、推制成形时壁厚不变( 实际微减薄)
、弯头外弧长度与管坯长度相等的特点,推导出推制管坯外径公式:
式中 Dp ———管坯外径; R———弯头曲率半径;
δ———弯头壁厚;
D———弯头截面直径。
如果实际选用的管坯外径比按公式计算得到的Dp值小,与模具贴合性能好,但弯头内弧容易失稳起皱。如果实际选用的管坯外径比按公式计算得到的Dp
值大,结果则正好相反。
推制弯头的芯头,都是铸造出来的,分为铸钢和铸铁的两种。两种材质各有各的好处。铸钢的比较耐用,而铸铁的用起来比较好用但是不如铸钢的耐用。
芯棒头的材质及形状对推制弯头几何形状的影响
芯棒头材质及形状是一个重要的工艺参数,由设计及制造直接控制。
芯棒头材质一般有ZG1Cr18Ni9Ti 、ZG3Cr20Ni14 、ZG1Cr25Ni20Si2
、ZG0Cr20Ni25 等,高温强度及耐磨性逐渐升高,价格也是相应升高。如果是小批量生产,可以选择ZG1Cr18Ni9Ti
、ZG3Cr20Ni14 ; 如果是大批量生产,应选择ZG3Cr25Ni20 Si2 、ZG0Cr20Ni25
,但ZG0Cr20Ni25 价格太高,故这次试验芯棒头材质选用了ZG1Cr25Ni20 Si2
。芯棒头按曲率半径分为单曲率、双曲率和多曲率三种。单曲率、双曲率、多曲率芯棒,推力逐渐减小,制作成本逐渐升高。