关于304不锈钢管塑性摩擦特性的分析

Mar 14,2021


       大多数304不锈钢管压制工艺是在变形金属与压制工具接触的情况下实现的。此时,变形金属的颗粒沿着工具表面滑动,产生摩擦力阻止滑动。压力加工过程中的摩擦在大多数情况下都是一个有害因素,除了个别工艺可以起到积极的作用,如轧制、辊锻、几道冲板工艺等。

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       304不锈钢管接触摩擦会产生不均匀的变形。如果非均匀变形是由工艺特性决定的,摩擦会加剧非均匀性。可以解释为,接触面的各点产生单位摩擦力,在变形体的接触面上产生剪应力,剪应力的方向与该点相对于刀面的滑动方向相反。结果,甚至应力状态也可能改变。比如有摩擦的镦粗是三维应力状态,无摩擦的镦粗是一维应力状态。北表面之间的摩擦延伸到变形体的深度,形成一个困难的变形带。变形体内的不均匀变形破坏了硬化和软化过程的均匀性,导致不锈钢管的不均匀性。接触摩擦最终会抵消这个力。因此,接触摩擦增加了所需的变形力和变形功。接触摩擦降低了工具的使用寿命,这是由于接触表面的直接磨损、额外的发热以及变形力的增加导致的应力增加。接触摩擦力过程润滑。这使过程变得复杂,有时需要对原材料进行预处理,用塑料垫、磷化等。塑性变形中的摩擦与运动副中的摩擦有很大不同。

       随着变形程度的增加,预制件与刀具的实际接触面积增加,对于平均压应力值较高的变形过程,实际接触面积也增加。此时,真实的非弹性接触面积与名义面积相似,即摩擦面的几何面积。例如,在圆柱体中冷压纯铝试样显示,当压力超过屈服点4倍时,实际接触面积为标称面积的95%,这是没有润滑的接触率。用矿物油润滑时,面积接触率为55%,如果是蓖麻油,则为25%。显然,在热变形过程中,实际接触面积急剧增加。运动副中摩擦面的磨损和磨削都有机械磨损产物。在塑性变形过程中,变形体接触面的更新起着主要作用,因为在变形过程中新的颗粒不断向接触面移动。在304不锈钢管压力加工过程中,特别是热变形过程中,摩擦表面的温度大大超过运动副的温度。水垢影响很大,加热时会形成,热加工时也会形成。表面氧化也可能发生在未加热的加工过程中。在后一种情况下,304不锈钢管的变形硬化也会影响摩擦。巴甫洛夫指出,塑料粒子沿接触面的运动通常同时向不同的方向进行,这种复杂的运动具有现实的物理基础。