第11期 孙朝阳等：工艺参数对690合金管材热挤压出口温度的影响 ·1487° 坯料预热温度越高，出口处温升越小：不同坯料初始 140 温度下，其出口温升波动幅值差别不大.因为坯料 -f=0.01 …f=0.02 预热温度越高，则材料的流动应力越小，塑性变形功 -f=0.04 变小，则温升较小：相反预热温度越低，则温升越 L100 -=f=0.10 大.当坯料预热温度为1100Q时，出口处温升范围 1080 为28~55℃，幅值为27℃；挤压温度为1250℃时， 1060 出口处的温升范围为一11~17℃幅值为28℃.所 以，对于坯料预热温度较低的挤压，则需注意的是出 1040 口处温升：而对于较高坯料初始温度，则需更多关注 102 出口处温降. 30 40 45 0 挤压垫位移mm 60 一1100℃ 图9不同摩擦因数下出口温度随挤压垫位移的变化 ···1150℃ Fg 9 Variat ion of outet temperaure with extrusion pad displace -1200℃ ·1250℃ ment under diffe rent fric tion coefficients ””4 (2)挤压速度越大，出口温度越高，出口温度下 15 降的幅度越小，而挤压速度小会使出口温度下降严 重，因此应当保证较高的挤压速度 4 (3)坯料预热温度越高，出口温升越小，但对出 口处温度变化幅度影响不大.对于控制出口温度范 30 32 34 36 38 40 围，坯料预热温度较低时，需注意出口温升；而对于 挤压垫位移mm 图8不同坯料预热温度下出口处温升随挤压垫位移的变化 坯料预热温度较高时，则需更多关注出口温降. Fig 8 Variat ion of outlet wmperature rise with extrusion pad dis (4)当摩擦因数为小于0.04时，摩擦因数对出 plcement at different prehea ting temperatures of billets 口温度影响很小：但是当润滑条件恶化（如润滑剂 因高温失效)时，摩擦因数可能大于01这时出口 3.3摩擦对出口温度的影响 温度将会明显升高.因而应当保证挤压过程玻璃润 润滑条件是挤压工艺中的重要参数，因为其直 滑剂的良好润滑作用，避免发生失效情况. 接影响挤压过程中应力场、温度场和挤压力的分布 钢管热挤压中采用玻璃润滑剂，摩擦因数取值为 参考文献 0.02~0.03".将其他参数设为挤压速度为 [I]W ang G Zhang BG Feng JC et a]Researth Progress in repair 100mms,坯料预热温度为1100℃，并在调整摩 weHing echnobgy of Nibased superalby blades Wed Join 擦因数时其他参数保持不变.由图9可知：摩擦因 2008(1):20 数变化范围为0.01~0.04时，对出口温度影响很 (王刚张秉刚冯吉才，等镍基高温合金叶片焊接修复技术 的研究进展.焊接2008(1,20) 小：但是润滑条件恶化（如润滑剂因高温失效）时， 2 ZhangH B LiS J HuY H et al The extemal research smus of 这时摩擦因数将可能大于Q↓这时出口温度将会 the heat transfer ube for stea generaor Spec Steel Technol 升高.这是由于当摩擦因数较小时，摩擦功对于坯 20038(4:2 料的热量变化影响较小；而摩擦因数较大时，由于坯 (张红斌李守军，胡尧和等.国外关于蒸汽发生器传热管用 料与芯棒以及模具之间摩擦功变大从而使得温升较 nmel690合金研究现状.特钢技术，200B8(4片2) 大.因此必须保证挤压过程中润滑一直良好，否则 【3 DongY GaoZY Devebpment ofnuc lear pover industy and re search of alby Incone1690 in Chna Spec SteelTehnQl 2004 9 将可能使得温升超过合金良好塑形变形温度允许 (3:45 范围. (董毅，高志远.我国核电事业的发展与ncoe90合金的研 制.特钢技术20049(3：45) 4结论 [4 LiL Zhau J Duszczyk J Predicton of temperaure evoution dur ing the extusion of7075 alum nim alby at varous ram speeds by (1)坯料在挤压变形区附近温度开始升高，到 meas of3D FEM siulaton J Ma ter Process Technol 2004 145 达变形区内急剧升高，且在模孔出口靠近芯棒处温 (3片360 度达到最高：靠近芯棒的金属温度大于靠近挤压筒 LiuG Zhou J Duszczk J Prediction and verification of tmpera 的金属：最大温升出现在填充挤压阶段结束时， ture evolution as a functin of ram speed during the extrusin of第 11期 孙朝阳等:工艺参数对 IN690合金管材热挤压出口温度的影响 坯料预热温度越高,出口处温升越小 ;不同坯料初始 温度下 ,其出口温升波动幅值差别不大.因为坯料 预热温度越高,则材料的流动应力越小,塑性变形功 变小, 则温升较小 ;相反, 预热温度越低, 则温升越 大 .当坯料预热温度为 1 100 ℃时 ,出口处温升范围 为 28 ～ 55 ℃,幅值为 27 ℃;挤压温度为 1 250 ℃时 , 出口处的温升范围为 -11 ～ 17 ℃, 幅值为 28 ℃.所 以 ,对于坯料预热温度较低的挤压,则需注意的是出 口处温升;而对于较高坯料初始温度 ,则需更多关注 出口处温降 . 图 8 不同坯料预热温度下出口处温升随挤压垫位移的变化 Fig.8 Variationofoutlettemperaturerisewithextrusionpaddis￾placementatdifferentpreheatingtemperaturesofbillets 3.3 摩擦对出口温度的影响 润滑条件是挤压工艺中的重要参数, 因为其直 接影响挤压过程中应力场 、温度场和挤压力的分布 . 钢管热挤压中采用玻璃润滑剂, 摩擦因数取值为 0.02 ～ 0.03 [ 11] .将 其他 参 数设 为 挤压 速 度为 100mm·s -1 ,坯料预热温度为 1 100 ℃, 并在调整摩 擦因数时其他参数保持不变 .由图 9可知 :摩擦因 数变化范围为 0.01 ～ 0.04 时, 对出口温度影响很 小 ;但是润滑条件恶化 (如润滑剂因高温失效 )时 , 这时摩擦因数将可能大于 0.1, 这时出口温度将会 升高.这是由于当摩擦因数较小时 , 摩擦功对于坯 料的热量变化影响较小;而摩擦因数较大时,由于坯 料与芯棒以及模具之间摩擦功变大从而使得温升较 大 .因此必须保证挤压过程中润滑一直良好 ,否则 将可能使得温升超过合金良好塑形变形温度允许 范围. 4 结论 (1)坯料在挤压变形区附近温度开始升高 ,到 达变形区内急剧升高, 且在模孔出口靠近芯棒处温 度达到最高 ;靠近芯棒的金属温度大于靠近挤压筒 的金属 ;最大温升出现在填充挤压阶段结束时 . 图 9 不同摩擦因数下出口温度随挤压垫位移的变化 Fig.9 Variationofoutlettemperaturewithextrusionpaddisplace￾mentunderdifferentfrictioncoefficients (2)挤压速度越大 ,出口温度越高 ,出口温度下 降的幅度越小 ,而挤压速度小会使出口温度下降严 重, 因此应当保证较高的挤压速度 . (3)坯料预热温度越高 ,出口温升越小 ,但对出 口处温度变化幅度影响不大.对于控制出口温度范 围, 坯料预热温度较低时, 需注意出口温升;而对于 坯料预热温度较高时,则需更多关注出口温降. (4)当摩擦因数为小于 0.04时 ,摩擦因数对出 口温度影响很小;但是当润滑条件恶化 (如润滑剂 因高温失效)时, 摩擦因数可能大于 0.1, 这时出口 温度将会明显升高 .因而应当保证挤压过程玻璃润 滑剂的良好润滑作用,避免发生失效情况. 参 考 文 献 [ 1] WangG, ZhangBG, FengJC, etal.Researchprogressinrepair weldingtechnologyofNi-basedsuperalloyblades.WeldJoin, 2008, (1):20 (王刚, 张秉刚, 冯吉才, 等.镍基高温合金叶片焊接修复技术 的研究进展.焊接, 2008, (1):20) [ 2] ZhangHB, LiSJ, HuYH, etal.Theexternalresearchstatusof theheattransfertubeforsteam generator.SpecSteelTechnol, 2003, 8(4):2 (张红斌, 李守军, 胡尧和, 等.国外关于蒸汽发生器传热管用 Inconel690合金研究现状.特钢技术, 2003, 8(4):2) [ 3] DongY, GaoZY.Developmentofnuclearpowerindustryandre￾searchofalloyInconel690 inChina.SpecSteelTechnol, 2004, 9 (3):45 (董毅, 高志远.我国核电事业的发展与 Inconel690合金的研 制.特钢技术, 2004, 9(3):45) [ 4] LiL, ZhouJ, DuszczykJ.Predictionoftemperatureevolutiondur￾ingtheextrusionof7075 aluminiumalloyatvariousramspeedsby meansof3DFEMsimulation.JMaterProcessTechnol, 2004, 145 (3):360 [ 5] LiuG, ZhouJ, DuszczykJ.Predictionandverificationoftempera￾tureevolutionasafunctionoframspeedduringtheextrusionof · 1487·