大直徑薄壁鋼管縮徑成形工藝研究

汽車(chē)車(chē)軸多采用鋼管制造，兩端需要進(jìn)行縮頸，再焊接半軸。制造重型車(chē)橋、車(chē)軸的材料一般為厚壁鋼管，可采用多次冷縮頸或熱縮頸工藝。厚壁鋼管的縮頸成形工藝已經(jīng)較為成熟，目前薄壁鋼管縮徑成形方面的研究報(bào)道還較少，夏巨諶等人對(duì)薄壁鋼管縮徑成形過(guò)程進(jìn)行了理論分析和有限元模擬；劉超，王連東等研究汽車(chē)橋殼管坯推擠—拉拔復(fù)合縮徑成形工藝；楊鑫報(bào)道了高強(qiáng)鋼管縮徑旋壓成形性能及工藝，并進(jìn)行了大量的理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

薄壁鋼管縮頸成形時(shí)容易出現(xiàn)失穩(wěn)，成形質(zhì)量的好壞有多種因素，主要有模具參數(shù)，減徑量、潤(rùn)滑條件等。

薄壁鋼管的縮徑成形過(guò)程可分為剛性滑入、縮徑變形、反彎曲和擠壓四個(gè)階段?？偟目s徑變形比大于其極限變形比時(shí)，需要采取多次縮徑，且每次縮徑比應(yīng)小于極限縮徑比。

本文采用三維金屬成形分析軟件DEFORM 分析研究并擬定了一種大直徑薄壁鋼管的縮徑成形工藝，并據(jù)此制定了雙頭三工位臥式擠壓機(jī)方案。

踩下油門(mén)，迷人聲浪響起，經(jīng)過(guò)再度優(yōu)化平衡的油門(mén)響應(yīng)、動(dòng)力輸出及燃油經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)更極致的駕駛感。與Ingenium 2.0升四缸發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的是響應(yīng)迅捷的Quickshift快速換擋8速自動(dòng)變速箱，進(jìn)一步帶來(lái)靈敏操控體驗(yàn)。而后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)則讓我們能夠在復(fù)雜彎道及各種路況中更自信從容。

原材料鋼管參數(shù)和成形件尺寸如圖1 所示。

材料：B510L，GB/T 3273-2015，汽車(chē)大梁用熱軋鋼。

分兩次減徑：第一次減徑至

110mm，第二次減徑

80mm。軸端500mm 長(zhǎng)度一次性加熱，加熱溫度為1000℃。設(shè)置工件與模具之間的熱傳導(dǎo)系數(shù)為5N/(s·mm·℃)。

其力學(xué)性能與35Mn 接近，35Mn 力學(xué)性能：σ

≥335MPa，σ

≥560NPa。對(duì)應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的材料為AISI 1035，或S35C，或BS 080A35。擠壓過(guò)程中工件和模具之間的摩擦系數(shù)μ 為0.1，擠壓前需要在軸管變形段涂刷石墨乳。

[6]Labour unrest is rising everywhere as economic growth slows.（2016-03-19）

解法4 直接求出三角形和梯形的面積，從而直接得出兩者的面積比.此種方法沒(méi)有用到問(wèn)題1的結(jié)論，并且需要設(shè)出邊長(zhǎng)，雖然計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜，但是解題思路直接明了.

F=σ

A=σ

π(D

－d

)/4

由圖9 可知，第一擠減徑25mm，移動(dòng)加熱1000℃，可以順利成形，成形力約400kN。

因此最大擠壓力不得超過(guò)560kN，超過(guò)此值，中間段剛度不足，不能產(chǎn)生足夠抵抗擠壓力的支撐，縮徑擠壓時(shí)鋼管會(huì)產(chǎn)生變形。

伊朗農(nóng)業(yè)所面臨的主要挑戰(zhàn)是缺水和水土中的鹽分含量過(guò)高。炎熱的氣侯和非常廣泛的炎熱區(qū)域，使伊朗農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨非常大的挑戰(zhàn)。伊朗所有地區(qū)的土地幾乎都存在著鹽分含量高的問(wèn)題。在惡劣氣侯條件下，不僅難以保持肥料的有效性，給施肥帶來(lái)的挑戰(zhàn)非常嚴(yán)峻，還破壞了土壤結(jié)構(gòu)，造成了土壤中有機(jī)質(zhì)含量的嚴(yán)重缺乏。所以減少土壤中的有機(jī)鹽分，改善土壤結(jié)構(gòu)是伊朗農(nóng)業(yè)亟需解決的問(wèn)題。當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)家也正在推行一些策略和項(xiàng)目來(lái)解決這些問(wèn)題，努力提升土壤的質(zhì)量。

一次冷擠壓成形模擬

采用一次冷擠壓成形，模具剖面結(jié)構(gòu)如圖2 所示，成形分析結(jié)果如圖3 所示。由圖3 可知，采用一次冷擠壓成形工藝，最大成形力達(dá)1200kN。未變形區(qū)的變形抗力達(dá)到屈服極限，發(fā)生軸向塑性失穩(wěn)，中間部分產(chǎn)生扭曲變形，因此一次冷擠壓成形方案不可行。

綜上所述，引發(fā)女性不孕不育患者癥狀出現(xiàn)的重要因素主要包括AsAb、EMAb及AcAb這三類(lèi)免疫性抗體，臨床上在對(duì)不孕不育女性患者進(jìn)行治療時(shí)應(yīng)加強(qiáng)全面檢測(cè)免疫性抗體情況。

一次熱擠壓成形模擬

上述采用一次冷擠壓成形不能成功，擬采用加熱成形方案，熱成形能極大減小成形力。

擬采用一次熱擠壓成形方案。說(shuō)明：為了加快模擬計(jì)算速度，采用1/2 對(duì)稱(chēng)模型，工件擠壓端500mm 長(zhǎng)度先加熱到1000℃。模擬結(jié)果如圖4 所示。一次擠壓成形力約為400kN，由于一次擠壓減徑量過(guò)大，加熱長(zhǎng)度較大，鋼管加熱段強(qiáng)度較低，擠壓過(guò)程中加熱段出現(xiàn)折疊缺陷，一次加熱擠壓成形方案不可行。

分兩次冷擠壓成形模擬

分兩次減徑：第一次減徑至

110mm，第二次減徑至

80mm，模具結(jié)構(gòu)如圖5、圖6 所示。第一擠的成形模擬結(jié)果如圖7 所示，由此可知，采用兩次冷擠壓方案，第一擠擠壓力達(dá)約1100kN，遠(yuǎn)大于鋼管的最大許用擠壓力，鋼管中段產(chǎn)生失穩(wěn)并產(chǎn)生塑性變形，因此第一擠減徑到

110mm 的冷擠壓方式不能成形。

農(nóng)村集體土地上不動(dòng)產(chǎn)登記工作中，不動(dòng)產(chǎn)登記權(quán)利人主體不一致的情況很常見(jiàn)，突出表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：①規(guī)劃審批手續(xù)的建房人與土地審批手續(xù)的使用人不同；②土地使用權(quán)人與登記簿中房屋所有人不同；③房屋所有權(quán)與土地所有權(quán)人的主體不一致。

分兩次熱擠壓成形模擬

力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度不小于355MPa，抗拉強(qiáng)度在510 ～610MPa 之間，斷后延伸率大于等于24%。

第三擠：利用工件余熱進(jìn)行擠壓，鋼管減徑20mm(

100mm →

80mm)，工件與模具之間的摩擦系數(shù)為0.1。第三擠之前進(jìn)行空冷15s，模擬工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間，工件冷卻后的溫度分布如圖13 所示，工件溫度軸端縮徑部分溫度約為700℃，喇叭口終端溫度成梯度減小分布。

綜上分析，由于本文模擬研究的鋼管壁厚很薄，每次縮徑的成形力不能太大，不能大于鋼管的最大許用擠壓力。采用一次加熱，由于加熱段較長(zhǎng)，加熱段剛度和強(qiáng)度極大降低，不能產(chǎn)生足夠的支撐力以對(duì)抗成形力。因此可以采用分段加熱＋多次縮頸工藝，或者采用冷擠壓，減小縮頸量＋多次縮頸工藝。考慮到工藝成本，縮徑的次數(shù)越少越好。

采用移動(dòng)感應(yīng)加熱多次縮徑擠壓工藝

由圖12 可知，第二擠成形力約500kN。

第一擠：鋼管減徑25mm(

150mm →

125mm)，工件與模具之間的摩擦系數(shù)為μ 為0.1，感應(yīng)加熱寬度20mm。

在“一帶一路”和圖書(shū)館國(guó)際化的大背景下，提高圖書(shū)館原版外文圖書(shū)的采購(gòu)質(zhì)量顯得尤為重要。原版外文文獻(xiàn)的采購(gòu)形式是多樣化的，模式也因館而異，不管是采用何種采購(gòu)方式，我們都需要從經(jīng)費(fèi)、人力、館藏特色和館藏結(jié)構(gòu)等各個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)定，以制定出合理的采購(gòu)策略。畢竟，我們采購(gòu)目的是為了滿(mǎn)足讀者的學(xué)習(xí)和閱讀需求，同時(shí)不斷更新和豐富圖書(shū)館的館藏資源，使圖書(shū)館的資源始終處于一個(gè)良性的動(dòng)態(tài)循環(huán)之中，始終保持生生不息的活力和薪火相傳的生命力。

代入數(shù)據(jù)：外徑D=150mm，內(nèi)徑d=143mm，得F=560kN。

按鋼管中間未變形段能承受擠壓支撐力計(jì)算，可知該鋼管中間能承受的最大擠壓力：

第二擠：利用工件的余熱進(jìn)行擠壓成形，由圖9、圖10 第一擠成形可知，第一擠成形后鋼管溫度成梯度分布，端部余溫約700℃，喇叭口處約960℃。鋼管減徑25mm(

125mm →

100mm)，工件與模具之間的摩擦系數(shù)為0.1。第二擠模擬之前進(jìn)行空冷模擬20s，工件第一擠之后喇叭口處溫度較高，如圖10所示，空冷使得工件溫度適當(dāng)降低和均勻化分布。圖11 所示為工件空冷20s 后的溫度分布，工件溫度分布有所下降，且基本均勻。

分析思路：根據(jù)前述的成形模擬可知，鋼管加熱長(zhǎng)度過(guò)大，加熱段變軟，強(qiáng)度和剛度降低，擠壓過(guò)程中容易產(chǎn)生折疊或斷裂。由于鋼管壁厚只有3.5mm，采用感應(yīng)圈加熱可以快速達(dá)到紅熱溫度。所以筆者提出一種方案：在擠壓模的端部位置固定一感應(yīng)加熱圈，隨擠壓模具的移動(dòng)進(jìn)行移動(dòng)加熱，這樣工件未熱段能產(chǎn)生足夠的支撐力，不至于在擠壓過(guò)程中產(chǎn)生折疊。

由圖8 可知，采用一次加熱縮頸第一擠就不能成形。由于加熱段長(zhǎng)度較大，鋼管強(qiáng)度和剛度降低，不能產(chǎn)生足夠的支撐力，熱擠壓過(guò)程中出現(xiàn)堆疊。

根據(jù)圖14 所示第三擠的模擬結(jié)果可知，第三擠采用余溫470 ～700℃擠壓，可以順利成形，擠壓力約550kN。至此，得到了規(guī)定的成形形狀和尺寸。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證所述的大直徑鋼管的縮徑成形工藝的模擬與實(shí)際情況是否吻合，截取了直徑為

150mm×3.5mm，長(zhǎng)為600mm 的鋼管，在多工位臥式擠壓機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖15、圖16、圖17 所示。實(shí)驗(yàn)得到了本文所述的工件形狀，擠壓過(guò)程中擠壓力也基本與有限元模擬計(jì)算的結(jié)果相當(dāng)。

結(jié)論

⑴根據(jù)上述的模擬可知，該鋼管

150mm×3.5mm 縮徑至

80mm，需要采用三道熱擠壓工藝。

⑵第一道擠壓需采用感應(yīng)加熱，減徑約25mm，感應(yīng)加熱圈固定于擠壓模具前方，隨擠壓機(jī)滑塊擠壓運(yùn)動(dòng)對(duì)工件在模具入口部位進(jìn)行局部加熱，以提高未變形部分鋼管支撐力，避免產(chǎn)生堆疊，第一道擠壓成形力約400kN。

⑶第二道擠壓可利用第一道擠壓的余溫進(jìn)行擠壓成形，減徑約25mm，擠壓前需要將工件冷卻至約700℃，使得工件的溫度分布接近均勻，在第二道擠壓時(shí)喇叭口處的材料能產(chǎn)生足夠的支撐力來(lái)對(duì)抗成形力，第二道擠壓成形力約500kN。

固液比為2∶1（g∶ml），培養(yǎng)溫度31 ℃，接種量1.5%，基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)鹽液pH值7，冬凌草與麩皮比（g∶g）分別為1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6，每組3個(gè)重復(fù)。

⑷第三道擠壓可利用第二道擠壓的余溫進(jìn)行擠壓成形，減徑約20mm，達(dá)到最終的成形形狀和尺寸，第三道擠壓成形力約550kN。第三道擠壓如果溫度不夠可以將工件冷卻至室溫，采用第一道擠壓的移動(dòng)式感應(yīng)加熱方案，加熱溫度控制在700℃左右，接近喇叭口附近時(shí)需要提前停止加熱，防止產(chǎn)生材料折疊。

（五）構(gòu)建生態(tài)環(huán)境保護(hù)社會(huì)行動(dòng)體系。把生態(tài)環(huán)境保護(hù)納入國(guó)民教育體系和黨政領(lǐng)導(dǎo)干部培訓(xùn)體系，推進(jìn)國(guó)家及各地生態(tài)環(huán)境教育設(shè)施和場(chǎng)所建設(shè)，培育普及生態(tài)文化。公共機(jī)構(gòu)尤其是黨政機(jī)關(guān)帶頭使用節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，推行綠色辦公，創(chuàng)建節(jié)約型機(jī)關(guān)。

⑸根據(jù)本文給出的成形工藝方案，該工件的成形分三道擠壓，三道工序成形力均小于600kN。所設(shè)計(jì)的模具工藝參數(shù)均能將成形力較好控制在600kN 以下，說(shuō)明所選擇的各道擠壓的縮徑量是適宜的。擠壓機(jī)可采用100t 三工位臥式擠壓機(jī)。