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钢挤压(steel  extrusion)

用挤压方法将钢坯通过挤压机加工成各种管棒型材等挤压制品。钢挤压通常指钢的热挤压。

法国赛茹尔内(J．Sejournet)和于吉纳(ugine)钢公司共同研究发现，玻璃做钢挤压的润滑剂，在高温下有很好的绝热性能和润滑作用，并于1941年取得了世界主要工业国家的专利权。在玻璃润滑剂发现之后，钢的挤压才得以发展。

人们把采用玻璃润滑剂的挤压称为于吉纳一赛茹尔内法(Ugine—Sejournetprocess)。这种方法的优点是：(1)可以挤压难以加工的低塑性高合金钢；(2)可以得到管壁更薄的管材以及复杂形状的实心或空心异形材，而且表面质量好；(3)制品的组织均匀；(4)可以生产多品种、小批量而轧制法又无法轧制的产品。

在钢挤压生产工艺中，钢管挤压的生产工艺具有典型性。钢坯首先进行表面车削加工，用感应炉加热，在热的钢坯表面上涂敷玻璃粉末，在立式穿孔挤压机上穿孔。然后将空心钢坯用感应加热炉再加热，在空心钢坯的内外表面涂敷玻璃粉，在挤压机上挤制管材。挤出的管材在辊式矫直机上进行矫直，酸洗去掉粘在管材表面上的玻璃，即得到所需要的管材。型钢的生产工艺流程比钢管的要短，省去了穿孔工序。

钢管挤压生产工艺     主要包括钢坯加热、穿孔与扩孔以及钢管挤压。

(1)供坯。钢锭经开坯或锻压加工(见锻压开坯)得到圆坯，按挤压用坯的要求外径留有3～10mm的车削余量。管材用钢坯还需钻孔、扩孔或穿孔。通常钢坯的外径比挤压筒内径小5～8mm，钢坯的内径比芯棒直径大2～6mm。钢坯的长度按挤压钢管的大小、挤压机的吨位和挤压筒的大小等确定。小型挤压机选用的最长钢坯为510mm；大型挤压机选用的最长钢坯为1500mm。

(2)钢坯加热。挤压钢管时，钢坯在穿孔、挤压和减径前都要加热。

穿孔前的钢坯加热应当保证沿长度和横截面上的温差最小。一般要求钢坯上任意两点出炉时的温差不超过30oC。为保证在钢坯穿子L时的温度均匀，最好采用电感应加热。钢坯的均匀化(见锭坯均匀化)要在一般电炉中进行。

挤压前空心钢坯的加热应当保证钢坯的内外层在挤压时的温度均匀，因为在挤压时往往内层的温度超出外层，所以应将内层加热到较外层低些的温度。空心坯可用大功率的工频感应加热炉短时加热或采用高频炉加热。减径前钢坯的加热应当保证沿长度方向均热并使温度略高于挤压前钢坯的加热温度。

坯料加热方式的选择取决于挤压产品的品种和牌号。穿孔前碳素钢和低合金钢坯料在普通火焰炉中加热，既简单又经济。一般采用有氧化加热的环形煤气炉加热。不锈钢坯料适合在感应炉中加热或者在煤气炉中加热到开始强烈形成氧化物的温度(750~800℃)。再在感应加热炉中加热到指定温度。微氧化的煤气加热，用于一切牌号钢坯。挤压前钢坯的加热温度如表所不。加热时应注意均热控制及气氛保护。

(3)挤压穿孔与扩孔。用穿孔冲头把已加热的实心钢坯挤压穿孔，其工艺流程如图1所示。在加热炉中加热到规定温度的钢坯，清除氧化铁皮后涂上玻璃润滑剂。将外表面已经润滑的钢坯推进挤压筒，并供给润滑剂，然后送到立式穿孔机穿孔位置进行挤压穿孔。

扩孔工艺过程与穿孔工艺基本相同，而所不同的是它把已钻定心孔的钢坯放在立式穿孔机上，将穿孔冲头换成扩孔冲头，在扩孔冲头的作用下，使定心孔扩大成所要求的尺寸。若穿孔法的钢坯内孔偏斜的问题得到解决，穿孔法则更为有利。

(4)挤压。穿孔后的钢坯在挤压机上一次挤压成规定尺寸的管材。钢管挤压生产的工艺流程如图2所示。将加热后的锭坯以及挤压垫片一起装入挤压筒内。挤压杆前进，通过挤压垫片将挤压力施加在钢坯上，开始挤压。挤压结束后，挤压残料和挤压垫片留在挤压筒中，挤压杆后退，挤压筒也稍向后退。这时，挤出的管材同压余(见挤压残料)一起后退，模子从模座离开并带着压余后退，在挤压筒和模座之间空出一个间隙，在这个部位用热锯切断管材。当挤压筒侧向移动或回转到取出压余的位置时，挤压杆(或推顶杆)把压余顶出，

同时清扫挤压筒的内表面，然后做接受下一个钢坯的准备，并进行换模。

工艺润滑     钢挤压时使用的玻璃润滑剂，是天然硅酸盐或人造硅酸盐。硅酸盐以SiO2为主要成分，其中所含B2O3和P2O5是形成玻璃本身的氧化物。Na2O、CaO、MgO、K2O溶于玻璃，起调节玻璃性质的作用，称修饰氧化物。Al2O3介于二者之间，称中间氧化物。挤压不同产品所采用的润滑剂，组成也不同。

(1)穿孔润滑。穿孔挤压时，钢坯在撤有玻璃粉末的工作台上滚动，使外表面得到润滑。钢坯在同挤压筒接触时表面温度会有所降低，但玻璃仍然具有所要求的粘度(100Pa•s)。润滑剂在钢坯上一定要均匀分布，否则容易在钢坯穿孔时出现壁厚不均。

在钻孔的钢坯扩孔时，为了使钢坯内表面润滑，需在钻孔处涂敷玻璃粉，防止扩孔冲头同钢坯热焊。另外，为了防止底座垫圈(下支撑环)同钢坯的热焊，靠底座垫圈上面放置玻璃片进行润滑。

(2)挤压润滑。挤压时外表面润滑的方法和作用同穿孔时相同。内表面润滑的目的是减少在挤压过程中钢坯和芯棒之间的摩擦。通常，把玻璃粉撒在管坯的内表面。内表面的玻璃成分及添加量对挤压管材质量有很大影响，所以要规定添加标准。

(3)模子润滑。模子用玻璃粉制成的玻璃垫润滑。玻璃润滑剂连续软化熔融，并随金属不断地带出挤压筒外。

(4)玻璃润滑剂的清理。成品管材上的玻璃润滑剂采用喷丸、酸洗、盐浴法清理。喷丸法是把磨料喷射到钢管的表面，清除掉表面上的氧化铁皮和玻璃。酸洗法是把产品放在充有硫酸和氢氟酸的酸洗液的酸洗槽内浸泡5～120min，把玻璃溶解掉。盐浴法是把以苛性钠为主要成分的盐，放在槽中加热到400～500℃左右，再把管材在其中浸泡20～60min将玻璃清除。