擠壓桿用于傳遞金屬擠壓變形所需的全部擠壓力。不銹鋼管擠壓時(shí)，擠壓桿的允許負(fù)荷限制了坯料金屬可能達(dá)到的變形程度。因此，擠壓桿材料和結(jié)構(gòu)的選擇，在擠壓不銹鋼管工藝中具有重要意義。

 從理論上講，擠壓桿僅在壓縮狀態(tài)下工作。從使用的角度來(lái)看，任何鋼種的壓縮強(qiáng)度可采用其拉伸強(qiáng)度相同的指標(biāo)。只要擠壓桿材料的強(qiáng)度指標(biāo)不超過(guò)其屈服極限，擠壓時(shí)擠壓桿就不會(huì)發(fā)生變形破壞。

 但是，理論上的擠壓桿僅在壓縮狀態(tài)下工作的情況，實(shí)際上并不存在。擠壓桿使用前并沒(méi)有按規(guī)定制度進(jìn)行預(yù)熱，擠壓坯料的溫度不均，擠壓時(shí)施加的負(fù)荷產(chǎn)生偏心，沖擊性負(fù)荷引起了附加應(yīng)力等情況都表明，在擠壓過(guò)程中，擠壓桿除了承受壓縮應(yīng)力的作用之外，還存在縱向彎曲應(yīng)力的作用。因此，對(duì)于擠壓桿的強(qiáng)度校驗(yàn)，應(yīng)該包括壓縮應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度校驗(yàn)。

 同時(shí)，在選擇擠壓桿的材料時(shí)，除了強(qiáng)度指標(biāo)之外，還應(yīng)考慮材料的淬透性。當(dāng)擠壓桿工作時(shí)，由于有擠壓墊將其與高溫坯料隔離，其實(shí)際的工作溫度一般在200~250℃,因此，對(duì)擠壓桿材料的耐熱性能的要求并不高。

一、擠壓桿的種類

  根據(jù)使用情況的不同，擠壓桿的結(jié)構(gòu)有多種多樣，如圖7-8所示。除了整體擠壓桿（圖7-8(a)、圖7-8(b)、圖7-8(e)、圖7-8(f))之外，還有由工作桿、加粗桿和桿座組成的組合式擠壓桿（圖7-8(c)、圖7-8(d)、圖7-8(g)).一般在大噸位的臥式擠壓機(jī)上使用組合式擠壓桿比較普遍。

  在特殊的情況下，還可以采用階梯形的擠壓桿（圖7-8(b)、圖7-8(d))。由于在整個(gè)擠壓過(guò)程中，諸多因素綜合作用，實(shí)際的擠壓過(guò)程不是平穩(wěn)進(jìn)行的。因此，施加在擠壓桿上的力也不是絕對(duì)穩(wěn)定和均勻的。采用階梯形擠壓桿的目的，主要是為了提高擠壓桿抗縱向彎曲的能力。其一般都使用在高強(qiáng)度、難度形材料生產(chǎn)小斷面特殊產(chǎn)品的場(chǎng)合。

  階梯形擠壓桿除了工作桿之外，還有加粗桿和桿座三部分組成（圖7-8（b)).階梯形擠壓桿既可以做成整體的（圖7-8(b)),也可以做成組合形的（圖7-8(d)).在使用階梯形擠壓桿時(shí)，相應(yīng)的擠壓筒內(nèi)襯也要做成階梯形的。在無(wú)獨(dú)立穿孔裝的擠壓機(jī)上擠壓鋼管時(shí)，采用帶有固定芯棒的擠壓桿，芯棒用螺紋擰在擠壓桿的端部（圖7-8(e)).

  圖7-9所示為60MN(6000t)臥式管棒型材擠壓機(jī)整體結(jié)構(gòu)的擠壓桿。圖7-10所示為31.5MN(3150t)臥式管棒型材擠壓機(jī)組合式結(jié)構(gòu)的擠壓桿。

 擠壓桿的工作部分外徑一般比擠壓筒直徑小5~30mm,其內(nèi)孔比芯棒直徑大5~30mm.不過(guò)有時(shí)考慮到提高大型工模具的共用性，其尺寸之差也可以超出此范圍。

 另外在擠壓桿機(jī)加工時(shí)，其外徑和內(nèi)徑必須保持同心，且其兩端面和中心線必須精確地保持垂直。

 同時(shí)擠壓桿的硬度、強(qiáng)度及塑性要進(jìn)行綜合考慮，其硬度HRC為40~45。擠壓桿所用的熱模工具鋼能承受1100MPa以下的負(fù)荷，馬氏體時(shí)效鋼能承受1600MPa的負(fù)荷。

二、造成擠壓桿破壞的原因

造成擠壓桿破壞的原因有如下幾點(diǎn)：

  1. 擠壓桿過(guò)度快速地加熱和冷卻。

  2. 工作時(shí)沒(méi)有遵守?zé)嶂贫龋ぷ髑皯?yīng)預(yù)熱。

  3. 工作時(shí)施加的負(fù)荷偏心，可能引起彎曲力矩和應(yīng)力集中。

  4. 由于沖擊負(fù)荷引起附加應(yīng)力。

  5. 擠壓桿端部不可避免地被減徑，因擠壓桿表面出現(xiàn)裂紋時(shí)，會(huì)在直徑上車削掉2~3mm.

  6. 擠壓桿在高壓下與擠壓墊接觸，端部金屬層出現(xiàn)加工硬化，產(chǎn)生開(kāi)裂，導(dǎo)致擠壓桿端部出現(xiàn)環(huán)狀碎裂。

三、對(duì)于擠壓桿材料的要求

對(duì)于擠壓桿材料的要求如下：

  1. 材料熱處理前的強(qiáng)度極限應(yīng)比最大擠壓力時(shí)擠壓桿中產(chǎn)生的應(yīng)力大15%~25%.

  2. 材料必須有足夠的沖擊韌性。

  3. 擠壓桿在工作溫度下不會(huì)失去硬度，加熱到200~250℃工作溫度時(shí)，表面部分不應(yīng)引起變形。

  4. 根據(jù)擠壓桿的外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在熱處理之后應(yīng)使殘余的熱處理應(yīng)力最小。

  5. 應(yīng)同時(shí)考慮到材料的經(jīng)濟(jì)性、加工性能以及高的使用壽命。一般推薦采用含碳量0.40%~0.45%,并含少量鎢的鉻一鎳鋼，如4CrNi2W,其熱處理后的硬度HRC為44~48(相當(dāng)于1450~1550).

擠壓桿圓柱部分向?qū)挼走^(guò)渡半徑要仔細(xì)加工，因急劇過(guò)渡和粗糙加工均可引起應(yīng)力集中。

四、擠壓桿的強(qiáng)度校核

在擠壓桿的材料確定之后，就可以對(duì)擠壓桿的強(qiáng)度進(jìn)行校核。在強(qiáng)度校核時(shí)，擠壓桿被作為受壓縮應(yīng)力的固定的懸壁梁，如圖7-11所示。

  因此，應(yīng)根據(jù)這個(gè)壓應(yīng)力值來(lái)選擇制造擠壓桿的鋼種，同時(shí)必須考慮到所選材料的淬透性。并且沖擊性的加載或卸壓時(shí)都會(huì)在擠壓桿中產(chǎn)生附加應(yīng)力。因此，材料也要有足夠的沖擊韌性。一般推薦可用含有4.0%~4.5%鎳的鋼來(lái)制作擠壓桿。

  為了增加擠壓桿對(duì)縱向彎曲的抵抗能力，在許多情況下把擠壓桿做成有加粗工作桿部分的階梯形狀。這種擠壓桿也是既可以做成整體的（圖7-8(b)),同時(shí)也可以是組合式的，在這種情況下，擠壓桿由頭部、中間加粗的部分和工作桿三部分組成（圖7-8(d)).采用階梯形的擠壓桿時(shí)，需要應(yīng)用相應(yīng)的擠壓筒內(nèi)襯（圖7-8(b)、圖7-8(d)).

  在型材擠壓機(jī)上擠壓不銹鋼管時(shí)，采用帶有固定芯棒的擠壓桿，芯棒以螺紋擰在擠壓桿的端部（圖7-8(e))。