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 穿孔變形區(qū)中四個區(qū)段

Ⅰ區(qū)稱之為穿孔準備區(qū)，（軋制實心圓管坯區(qū)）。Ⅰ區(qū)的主要作用是為穿孔作準備和順利實現(xiàn)二次咬入。這個區(qū)段的變形特點是：由于軋輥入口錐表面有錐度，沿穿孔方向前進的管坯逐漸在直徑上受到壓縮，被壓縮的部分金屬一部分向橫向流動，其坯料波面有圓形變成橢圓形，一部分金屬軸向延伸，主要使表層金屬發(fā)生形變，因此在坯料前端形成一個“喇叭口”狀的凹陷。此凹陷和定心孔保證了頂頭鼻部對準坯料的中心，從而可減小毛管前端的壁厚不均。

該段的變形參數(shù)一般用 d/D表示。

Ⅱ區(qū)稱為穿孔區(qū)，該區(qū)的作用是穿孔，即由實心坯變成空心的毛管，該區(qū)的長度為從金屬與頂頭相遇開始到頂頭圓錐帶為止。這個區(qū)段變形特點主要是壁厚壓下,由于軋輥表面與頂頭表面之間距離是逐漸減小的,因此毛管壁厚是一邊旋轉(zhuǎn),一邊壓下，因此是連軋過程,這個區(qū)段的變形參數(shù)以Ⅰ壁厚相對壓下量來表示,壁厚上被壓下的金屬,同樣可向橫向流動(擴徑)和縱向流動(延伸)但橫向變形受到導盤的阻止作用,縱向延伸變形是主要的。導盤的作用不僅可以限制橫向變形而且還可以拉動金屬向軸向延伸,由于橫向變形的結(jié)果,橫截面呈橢圓形。

Ⅲ區(qū)稱為碾軋區(qū),該區(qū)的作用是碾軋均整、改善管壁尺寸精度和內(nèi)外表面質(zhì)量，由于頂頭母線與軋輥母線近似平行，所以壓下量是很小的，主要起均整作用。軋件橫截面在此區(qū)段也是橢圓形，并逐漸減小。

Ⅳ區(qū)稱為歸圓區(qū)。該區(qū)的作用是把橢圓形的毛管，靠旋轉(zhuǎn)的軋輥逐漸減小直徑上的壓下量到零，而把毛管轉(zhuǎn)圓，該區(qū)長度很短，在這個區(qū)變形實際上是無頂頭空心毛管塑性彎曲變形，變形力也很小。

變形過程中四個區(qū)段是相互聯(lián)系的，而且是同時進行的，金屬橫截面變形過程是由圓變橢圓再歸圓的過程。

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視頻作者：華北金屬（天津）有限公司

表示螺旋運動的基本參數(shù)是：切向運動速度、軸向運動速度和每半轉(zhuǎn)的位移量（即螺距）。

首先來討論軋輥上任意一點的速度，如果軋輥圓周速度為W，則可以分解為兩個分量（切向分量和軸向分量）。

VB=WCOSβ=πD Nb/60×COSβ------切向旋轉(zhuǎn)速度         （1）

UB＝Wsinβ=πD Nb/60×sinβ-----軸向速度             （2）    

式中D----所討論截面的軋輥直徑，mm;

   Nb----軋輥轉(zhuǎn)速， rpm;

   β----咬入角。

在軋制過程中由于坯料靠軋輥帶動，軋輥將相應的速度傳遞給管坯，則管坯速度為：

  VP=πD Nb/60×COSβ= VB  即VP= VB                （3）                

但實際上軋輥速度和金屬速度并非完全相等。一般金屬運動速度小于軋輥速度，即兩者之間產(chǎn)生滑移，可用滑移系數(shù)來表示兩者速度，這樣

VP=πD Nb/60×COSβ×ητ                           (4)

UP＝πD Nb/60×sinβ×η0                           (5)

式中ητ ---切向滑移系數(shù),

η0  ---軸向滑移系數(shù),兩者小于1。

在生產(chǎn)中有實際意義的是毛管離開軋輥時的一點速度，眾所周知，出口速度愈大，即生產(chǎn)率也愈高。為了簡化計算，一般假設軋輥出口速度等于UP，實際誤差包含在滑移系數(shù)中。

毛管離開軋輥一點的軸向滑移系數(shù)可用公式(2)求出軸向速度,除以毛管長度得出理論的穿孔時間,再和實測時間相比,即η0=T理/T實.這樣確定η0后,則可計算出毛管離開軋輥的軸向速度。

螺距在變形中是個可變值，并且隨著管坯進入變形區(qū)程度增加而增加，這是由于管坯-毛管斷面積不斷減小而軸向流動速度不斷增加所致。

毛管離開軋輥一點的螺距值計算公式為:

     T=π/2×η0/ητ×DB×tgβ

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產(chǎn)生內(nèi)折缺陷的主要因素有以下幾方面：

1)   管坯質(zhì)量.

理論和實踐證明，連鑄坯的中部應該疏松且面積較大，若中部疏松區(qū)小的話，說明柱狀晶發(fā)達，這樣金屬變形時就容易產(chǎn)生內(nèi)折缺陷。另外管坯若出現(xiàn)連續(xù)的縮孔也容易產(chǎn)生內(nèi)折缺陷。

2)   加熱質(zhì)量

加熱質(zhì)量的不好會影響塑性變形能力的降低和不均。溫度偏高所引起的抗破能力的下降；溫度過低所引起的變形抗力及作用于芯部的剪應力的提高以及溫度不均所形成的抗破斷能力的薄弱點都有利于穿孔過程中內(nèi)折缺陷的形成。

3)   磨損嚴重的軋制工具

軋制工具主要有軋輥和頂頭。穿孔輥磨損后，咬入段變得平滑，因此加重了變形分配的不均，降低了管坯與軋輥間的摩擦力，增大了頂頭的軸向阻力及毛管的軸向滑移，增加了頂頭前及變形區(qū)內(nèi)反復壓縮與輾軋次數(shù)，因而更容易在穿孔中形成孔腔及而形成內(nèi)折。嚴重磨損或是粘結(jié)了金屬的頂頭，則會劃傷毛管的內(nèi)表面而形成內(nèi)折。

4)   調(diào)整參數(shù)調(diào)整不當

調(diào)整參數(shù)不當，如頂頭前伸量過小、軋輥轉(zhuǎn)速高，傾角小所造成管坯在頂前壓縮次數(shù)多，都有利于孔腔和內(nèi)折的形成。

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