為了掌握空心管坯擠壓時的金屬流動規(guī)律，更好地擬定擠壓工藝和獲得較高的產(chǎn)品質(zhì)量，有人采用“網(wǎng)格法”來研究正向擠壓工藝中變形金屬的流動形態(tài)，試驗結(jié)果如圖5-43所示。
經(jīng)過試驗觀察和數(shù)據(jù)分析得出以下結(jié)論:在無縫鋼管的擠壓管過程中，空心管坯在進行正向擠壓時，影響金屬變形產(chǎn)生變化的主要因素是外摩擦力。當(dāng)擠壓筒的內(nèi)表面與空心管坯的外表面潤滑條件得到改善時，金屬流線平行于空心管坯的內(nèi)、外表層，說明空心管坯表面的金屬滑移變形沿著其潤滑層進行(圖5-43a)。當(dāng)潤滑膜被破壞之后，空心管坯內(nèi)、外表面的金屬在與芯棒和擠壓筒接觸的地方，金屬的流線發(fā)生了彎曲(圖5-43b)。這種彎曲很容易在荒管的內(nèi)、外表面造成缺陷。
另外，從金屬的流線(圖5-44)不難看出，在擠壓模孔附近的金屬流線也發(fā)生了很大的彎曲，進人模孔之后，彎曲的流線又變成了直線。并且，受模孔附近擠壓筒形狀及工模具表面摩擦力的影響，空心管坯的表層金屬流動速度慢于空心竹坯的內(nèi)部金屬的流動速度。加之，同一截面的金屬，外層金屬被擠壓出模孔，較之內(nèi)層金屬的行程長、變形大，導(dǎo)致在模孔人口處附近的外層金屬發(fā)生了十分嚴(yán)重的附加彎曲變形和附加剪切變形。同時，因內(nèi)部金屬存在著快于外層金屬流出模孔的趨勢，故會對荒管的外表面產(chǎn)生附加拉應(yīng)力，一旦附加拉應(yīng)力超過材料的強度極限應(yīng)力，荒管就會產(chǎn)生表面裂紋。
