CN102974639B - 一种可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫，所述玻璃润滑垫为圆环件，包括模口接触面和坯料接触面，其特征在于所述坯料接触面分为导向段和承压段，所述导向段与承压段两者工作面的夹角为95~175°，所述导向段与承压段的长度比例为0~10:10~0。本发明所述坯料接触面设置导向段和承压段，且导向段与圆环轴线的夹角小于90°，降低了热挤压过程的初始挤压突破力，同时也降低了稳定阶段的挤压力，从而扩大了热挤压设备的生产范围，同时，也可以使用更大的挤压筒来增大挤压比，使产品质量更佳。此外，挤压力的下降，降低了工模具的载荷及磨损，提高了使用寿命，甚至可用更廉价的模具钢，从而大大降低了维护挤压工模具的成本，提高了生产效率和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于金属热加工设备技术领域，进一步属于金属挤压设备辅助件技术领域，具体涉及一种可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫。
背景技术
玻璃润滑工艺对钢的热挤压具有关键影响，不使用玻璃润滑剂会造成模具过度磨损，模子在使用一次之后就报废了，而玻璃润滑剂的发明则解决了该问题。在钢的热挤压工艺中，圆环形玻璃润滑剂必须由固态变成胶粘态（固态时称之为玻璃润滑垫），在坯料表面形成完整而连续的胶粘薄膜，并随坯料一起变形流动，从而起到润滑，隔热，降低摩擦的作用，最终在挤压制品表面形成保护膜。但目前，工业中所使用的玻璃润滑垫如图1和2所示，环形玻璃润滑垫与坯料之间接触面与环形玻璃润滑垫的轴线形成90度夹角，在挤压初期需要一个较大的突破力使玻璃润滑垫发生变形（如图7（a）所示），部分玻璃润滑剂会被挤出模孔，随后挤压力有所下降变平缓，剩余玻璃润滑剂则被封存在坯料与模具之间，从而为挤压过程中提供持续润滑。由于在初始挤压阶段，需要一个较大的挤压突破力，从而降低了挤压设备的可挤压范围。除此之外，由于挤压突破力的存在，对于特定功率的挤压设备，需要适当降低挤压比，或者提高挤压温度，挤压才可以进行，这不仅影响产品质量，而且该突破力的存在既对玻璃润滑剂，挤压工模具的材料提出了更高的要求，而且也降低了其使用寿命。为此，开发一种结构简单，可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫是解决这一难题的有效途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，既能降低挤压初期突破力，又能降低稳定阶段挤压力的热挤压用玻璃润滑垫。
本发明的目的是这样实现的，所述的玻璃润滑垫为环形结构，包括模口接触面和坯料接触面，所述坯料接触面分为导向段和承压段，所述导向段与承压段两者工作面的夹角为95~175°，所述导向段与承压段的长度比例为1~5：5~1；所述导向段与圆环轴线的夹角为10~85°，承压段与圆环轴线的夹角为10~85°。
本发明所述坯料接触面设置导向段和承压段，且导向段与圆环轴线的夹角小于90°，降低了热挤压过程的初始挤压突破力，同时也降低了稳定阶段的挤压力，从而扩大了热挤压设备的生产范围，同时，也可以使用更大的挤压筒来增大挤压比，使产品质量更佳。此外，挤压力的下降，降低了工模具的载荷及磨损，提高了使用寿命，甚至可用更廉价的模具钢，从而大大降低了维护挤压工模具的成本，提高了生产效率和经济效益。
附图说明
图1为现有技术玻璃润滑垫的结构示意图；
图2为现有技术工作状态示意图；
图3为本发明玻璃润滑垫结构示意图；
图4为图3之左视图；
图5为本发明工作状态示意图；
图6为本发明实施例1~5的结构关系说明示意图；
图7为本发明实施例1~5及现有技术中挤压力与挤压时间的关系曲线对比图，其中：（a）为现有技术；（b）为实施例1；（c）为实施例2；（d）为实施例3；（e）为实施例4；（f）为实施例5。
图中：1-玻璃润滑垫；2-模口接触面；3-坯料接触面；4-挤压模；5-坯料；6-挤压筒；7-挤压杆；8-导向段；9-承压段；10-承压过渡段；11-承压接触段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1~2所示，现有技术的玻璃润滑垫1为环形结构，包括模口接触面2和坯料接触面3，所述的坯料接触面3是垂直于圆环轴线的，其与坯料端面直接冲突式接触，坯料要突破“强力阻隔”才能通过，使得挤压力增大。不仅对模具，挤压筒等部件的材料提出了更高的要求，更要求使用大功率挤压机，这就增大了投资，而且增大了故障率，导致生产成本增大。
图3、图4示出了本发明的结构关系，所述的玻璃润滑垫1为环形结构，包括模口接触面2和坯料接触面3，所述坯料接触面3分为导向段8和承压段9，所述导向段8与承压段9两者工作面的夹角为95~175°，所述导向段8与承压段9的长度比例为0~10:10~0。
所述导向段8与承压段9的长度比例为1~5：5~1。
所述导向段8与圆环轴线间的夹角10~85°。
所述承压段9与圆环轴线的夹角为10~85°。
所述导向段8与圆环轴线的夹角为30~40°。
所述导向段8与圆环轴线的夹角为40~50°。
所述导向段8与圆环轴线的夹角为50~70°。
所述导向段8与圆环轴线夹角为15~30°，承压段9与圆环轴线夹角30~70°。
所述承压段9又分为承压过渡段10和承压接触段11，所述承压过渡段10与圆环轴线的夹角为40°~50°，所述承压接触段11与圆环轴线的夹角为60~75°。
所述导向段8为弧形曲面，所述承压段9为阶梯形曲面。
下面结合附图说明本发明的工作原理：
如图5所示，在钢的热挤压过程中，环形玻璃润滑垫1置于挤压筒6和挤压模4之间，玻璃润滑垫1的模口接触面2与挤压模4入口形状相匹配，坯料接触面3与坯料5接触，所述坯料接触面3包括导向段8和承压段9，所述导向段8与承压段9两者工作面的夹角为95~175°，所述导向段8与承压段9的长度比例为1~5:5~1。当挤压进行时，热钢被送进挤压筒6，在挤压力的作用下，热钢首先与玻璃润滑垫1接触，停留1~2秒钟，由于热钢的热量传递给玻璃润滑垫1，导致玻璃润滑垫1的导向段8和承压段9局部软化，随后挤压力继续增大，由于导向段8与圆环轴线的夹角为0~85°，从而缓解了挤压力的快速升高，大大降低了挤压突破力，此时，软化的玻璃润滑剂被被封存在挤压模4和坯料5之间，随后，软化的玻璃润滑剂随坯料5一起进入挤压模4，挤压力不再继续升高，挤压顺利进行，该过程玻璃润滑剂有效起到了润滑，隔热，降低摩擦的作用，整个挤压过程仅需要3~5秒。由于导向段8与圆环轴线的夹角小于90°，极大地降低了初期的挤压阻力，同时也增大了热钢与玻璃润滑垫1的接触面积，有利于热量传递；同时，导向段8与承压段9两者工作面的夹角为95~175°，这样设置一是为了增加玻璃润滑剂的体积，另外增加一定的挤压阻力可以适当延长热钢向玻璃润滑垫1的热量传递，有利于玻璃润滑垫1的软化变形。而且，由于挤压突破力的降低，使得玻璃润滑垫1均匀变形软化随坯料5进入挤压模4，从而大大降低了挤压模4与坯料5之间的摩擦力，从而进一步降低了稳定挤压阶段的挤压力。
如图6所示为本发明的几个具体的实验例。实验例1，如图6（a）所示，所述导向段8与圆环轴线的夹角为20°，所述承压段9与圆环轴线的夹角为60°，所述导向段8与承压段9的长度比例为1:3。实验例2，如附图6（b）所示，所述导向段8与承压段9的夹角为0，所述导向段8与圆环轴线的夹角为35°，所述承压段9与圆环轴线的夹角为60°，所述导向段8与承压段9的长度比例为1:3。实验例3，如附图6（c）所示，所述导向段8与承压段9的长度比例为1:5，所述承压段9又分为承压过渡段10和承压接触段11，所述导向段8与圆环轴线的夹角为15°，所述承压过渡段10与圆环轴线的夹角为45°，所述承压接触段11与圆环轴线的夹角为70°。承压段9分为两段一是为了更大程度的降低挤压阻力，二是为了更大程度的延长热传递的时间，本实施例所述的玻璃润滑垫适用于挤压力要求较高或者挤压温度相对较低的的热挤压钢材。实验例4，如图6（d）所示，所述导向段8与承压段9的长度比例为1:7，所述导向段8为弧形曲面，所述承压段9为阶梯面，所述承压段9与圆环轴线夹角为50°。可以根据挤压温度，挤压力及挤压坯料综合考虑确定承压段9与圆环轴线夹角的具体数值。弧形曲面的设置使得挤压阻力平缓过渡，而且也增加了玻璃润滑剂的体积。阶梯面的设置也有利于缓解挤压阻力。实验例5，,如图6（e）所示，所述导向段8与承压段9的长度比例为1:9，所述导向段8为弧形曲面，所述承压段9又分为承压过渡段10和承压接触段11，所述承压过渡段10与圆环轴线的夹角为45°，所述承压接触段11与圆环轴线的夹角为0，所述承压过渡段10为阶梯面。
图7中给出了实验例1~5及现有技术中在热挤压304不锈钢管时，挤压力与挤压时间的关系曲线，从图中可以发现：采用本发明可明显降低挤压初期的挤压突破力，同时，稳定挤压阶段的挤压力也有了不同程度的下降。
本发明的特点：
（1）降低了热挤压过程的初始挤压突破力，同时也降低了稳定阶段的挤压力，从而扩大了热挤压设备的生产范围；
（2）由于挤压力的降低，可以使用更大的挤压筒来增大挤压比，使产品质量更佳；
（3）由于挤压力的下降，降低了工模具的载荷及磨损，延长了使用寿命，甚至可用更廉价的模具钢，从而大大降低了维护挤压工模具的成本，提高了生产效率和经济效益。
Claims (7)
1.一种可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫，所述玻璃润滑垫（1）为圆环件，包括模口接触面（2）和坯料接触面（3），其特征在于所述坯料接触面（3）分为导向段（8）和承压段（9），所述导向段（8）与承压段（9）两者工作面的夹角为95~175°，所述导向段（8）与承压段（9）的长度比例为1~5：5~1；所述导向段（8）与圆环轴线的夹角为10~85°，承压段（9）与圆环轴线的夹角为10~85°。
2.根据权利要求1所述的可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫，其特征在于所述导向段（8）与圆环轴线的夹角为30~40°。
3.根据权利要求1所述的可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫，其特征在于：所述导向段（8）与圆环轴线的夹角为40~50°。
4.根据权利要求1所述的可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫，其特征在于所述导向段（8）与圆环轴线的夹角为50~70°。
5.根据权利要求1所述的可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫，其特征在于所述导向段（8）与圆环轴线夹角为15~30°，承压段（9）与圆环轴线夹角30~70°。
6.根据权利要求1所述的可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫，其特征在于所述承压段（9）又分为承压过渡段（10）和承压接触段（11），所述承压过渡段（10）与圆环轴线的夹角为40°~50°，所述承压接触段（11）与圆环轴线的夹角为60~75°。
7.根据权利要求1所述的可降低挤压力的热挤压用玻璃润滑垫，其特征在于所述导向段（8）为弧形曲面，所述承压段（9）为阶梯形曲面。
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