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精密內(nèi)孔珩磨管用冷拔焊管的制造方法

文檔序號:8329127閱讀:503來源:國知局
精密內(nèi)孔珩磨管用冷拔焊管的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼管制備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及精密內(nèi)孔珩磨管用冷拔焊管的制造方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中,精密內(nèi)孔珩磨管的生產(chǎn)工藝,一般是用熱軋無縫鋼管,采用鏜孔一滾 壓聯(lián)合的切削工藝進行生產(chǎn),由于無縫鋼管的一個最大的缺陷是壁厚不均勻,其產(chǎn)生原因 主要為管坯加熱不均勻、穿孔機軋制線未校正導(dǎo)致的定心輥不穩(wěn)定、頂頭磨損、頂頭后孔偏 心、管坯定心孔不正、管坯彎曲度過大等多種原因,需要一一解除上述全部原因的技術(shù)難度 較大,因此,無縫鋼管的成品率相對較低;無縫鋼管還容易產(chǎn)生內(nèi)折、內(nèi)結(jié)疤、翹皮、內(nèi)直道、 內(nèi)鼓包、拉凹等缺陷,這就導(dǎo)致在后續(xù)加工成油缸的過程中,需要進行切削加工,大量的金 屬被切成切屑浪費了,同時還消耗大量能源;無縫鋼管的坯料是連續(xù)鑄造而成,容易存在 砂眼,因此,易造成鋼管母體缺陷。再有,鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物(主要是硫化物和氧化 物,還有硅酸鹽)易被壓成薄片,出現(xiàn)分層現(xiàn)象,使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化, 此外,無縫鋼管的精度難以控制,在冷卻后會出現(xiàn)一定的負差,這種負差邊寬越寬,厚度越 厚表現(xiàn)的越明顯。所以對于無縫鋼管的邊寬、厚度、長度、角度以及邊線都沒法要求太精確。 采用此種方法制造液壓油缸的缸體,生產(chǎn)速度慢、能源浪費大、金屬利用率低、成品率也低。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中,焊管生產(chǎn)工藝為相對成熟的生產(chǎn)技術(shù),但是,焊管一般不能用作液壓 油缸的缸體制造,主要有以下幾點問題限制了其在精密內(nèi)孔珩磨管制造上的應(yīng)用:1)、焊 管本身的精度相對較低,其圓度難以得到可靠保證;2)、焊管在焊接時,其表面焊縫易于處 理,但內(nèi)壁的焊縫卻難以處理,尤其是在不間斷的連續(xù)生產(chǎn)線上,如不對其內(nèi)壁的焊縫進行 處理,而直接用于精密內(nèi)孔珩磨管的加工時,同樣存在切削量大的問題;3)、焊縫未經(jīng)過熱 處理,導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力大,使用中易于出現(xiàn)開裂現(xiàn)象;4)、即使焊縫經(jīng)過熱處理,由于焊管未經(jīng)拉 拔,其軸向方向上的承載能力相對較低,為提高其承載能力,需要加大尺寸,造成金屬材料 的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,提供精密內(nèi)孔珩磨管用冷拔焊管的 制造方法,該方法得到的精密內(nèi)孔珩磨管用冷拔焊管,屈服強度高、抗拉強度高、尺寸精密、 表面光滑,同時提高了精密內(nèi)孔珩磨管用冷拔焊管的生產(chǎn)效率、降低制造成本,推進節(jié)能環(huán) 保。
[0005] 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案,精密內(nèi)孔珩磨管用冷拔焊管的制造方法包括如下步 驟:
[0006] (1)、縱剪:將材質(zhì)為27SiMn的寬鋼卷在縱剪機上進行縱剪,根據(jù)焊管的直徑確定 縱剪后鋼卷的寬度;
[0007] (2)、輥彎成型:將縱剪后的鋼卷放置在展料架上,通過送料機構(gòu)將鋼卷的端頭抽 出,送入連續(xù)壓輥成型機構(gòu)中進行輥彎成型加工,所述壓輥成型機構(gòu)包括連續(xù)的多組壓輥 對,每組壓輥對包括相互禍合的兩個壓輥,所述兩個壓輥之間留有間隙,相鄰壓輥對對應(yīng)的 間隙逐漸變形,使穿過相應(yīng)間隙的鋼卷由平面變成曲面,再由曲面變成圓形的管體;
[0008] (3)、高頻焊接:成圓后的鋼卷采用高頻焊接,將其側(cè)面對接的直縫進行感應(yīng)焊接, 形成焊管;
[0009] (4)、焊縫處理:在焊管尚未冷卻時,采用去毛刺刀銑平焊管的焊縫,所述去毛刺刀 包括設(shè)置在焊管外側(cè)的去外毛刺刀和設(shè)置在焊管內(nèi)側(cè)的去內(nèi)毛刺刀,去內(nèi)毛刺刀從尚未變 成圓形的管體的開口處軸向插入管體內(nèi),并伸到焊接位置的前方;由于輥彎成型及焊接是 連續(xù)進行的,使得焊管內(nèi)壁的焊縫處理成為難題,焊管在切斷前,其長度在生產(chǎn)線上可延續(xù) 幾十米,焊接成型后,利用常規(guī)手段是不能對內(nèi)壁的焊縫進行切削或磨平處理的,本發(fā)明采 用將去內(nèi)毛刺刀從成圓前的管體開口處軸向插入管體內(nèi),越過高頻焊接位置,再對管內(nèi)的 焊縫進行去毛刺加工,使焊管內(nèi)壁平整,為后續(xù)的冷拔提供了保障;此外,去毛刺是在焊管 焊接后及時進行,此時焊管尚未冷卻,可降低加工難度,提高去毛刺速度;
[0010] (5)、張緊:經(jīng)高頻焊接后形成的焊管再經(jīng)張緊機定徑,形成鋼管,張緊時的溫度控 制在650~700°C ;
[0011] (6)、在線渦流探傷:探頭在金屬表面移動,遇到缺陷或材質(zhì)、尺寸等變化時,使得 渦流磁場對線圈的反作用不同,引起線圈阻抗變化,通過渦流檢測儀器測量出這種變化量 就能鑒別金屬表面有無缺陷或其它物理性質(zhì)變化;
[0012] (7)、去應(yīng)力退火:將焊管引入加熱爐中加熱并且保溫,隨爐冷卻后出爐,得到退火 焊管,目的在于確保焊管的強度,當(dāng)退火溫度過高時,加工應(yīng)變恢復(fù),不能得到加工硬化的 效果,退火溫度為800~850°C,可以得到加工硬化的效果,該退火處理為通體的退火處理, 保證焊接區(qū)域和周邊區(qū)域在金相組織和機械性能上與焊管的其余區(qū)域相一致,為了除去焊 管的強度偏差,焊管的爐內(nèi)保持時間為40~70分鐘;
[0013] (8)、預(yù)矯直處理:矯直溫度450~500°C,以減少殘余應(yīng)力;
[0014] (9)、切管:經(jīng)過預(yù)矯直處理的焊管送入同步切斷裝置進行切斷,同步切斷裝置在 切斷過程中整體跟隨焊管的直線運動作同步運動,在兩者等速運動的情況下,將焊管切斷; 該方案采用同步方式將焊管定尺切斷,保證了焊接、輥彎成型、焊縫處理在不停機的情況下 連續(xù)進行,可提高生產(chǎn)速度;
[0015] (10)、正火空冷處理:采用淬火后再回火的熱處理工藝,淬火溫度為600~650°C, 淬火介質(zhì)為水,回火溫度在500~550°C,降低鋼管的殘余應(yīng)力;
[0016] (11)、矯直處理:矯直溫度400~450°C,以減少殘余應(yīng)力;
[0017] (12)、打尖:對焊管進行打尖處理,使焊管端頭經(jīng)過擠壓模具擠壓后直徑收縮,所 述擠壓模具包括兩段直徑不等的工作段,兩段工作段之間平滑過渡,焊管端頭從大徑端進 入進行擠壓,擠壓模具和焊管的端頭在進行擠壓前噴淋潤滑油,以避免擠壓時的磨損和表 面劃傷,經(jīng)1~3次直徑逐漸減小的擠壓模具擠壓后,焊管端頭的外徑收縮為原先直徑的 55 ~85% ;
[0018] (13)、酸洗處理:將焊管進行酸洗,去除表面的銹皮,鹽酸濃度:7~19 %,酸洗時 間:35~60分鐘,再中和池翻滾,翻滾次數(shù):2~3次,中和液PH值:9~10,再經(jīng)清水池翻 滾,翻滾次數(shù):2~3次;
[0019] (14)、磷化處理:在焊管的表面形成磷酸鋅的化學(xué)生成覆膜,磷酸鋅濃度:20~ 30%,磷化液溫度:68~75°C,磷化時間:10~20分鐘,磷化液游離酸度:4~7,磷化液總 酸度:45~75 ;
[0020] (15)、皂化處理:在覆膜上形成金屬皂等潤滑覆膜,為后續(xù)的冷拔做好準(zhǔn)備,可使 冷拔管表面更加光潔,皂化溫度:55~75°C,皂化時間:8~15分鐘,皂化液PH值:8~9 ;
[0021] (16)、冷拔:將待冷拔焊管進行冷拔加工,得到冷拔管,冷拔工藝,模具塞頭與管內(nèi) 徑間距:3~5mm,拔機最大拉拔力:300~400t,冷拔速度:5~30m/min,回程速度:10~ 50m/min,冷拔管長度:最大20m,冷拔管外徑:85~250mm,冷拔管壁厚:3~20mm ;
[0022] (17)、感應(yīng)爐淬火處理:感應(yīng)爐淬火溫度為500~550°C,淬火介質(zhì)為水,降低鋼管 的殘余應(yīng)力;
[0023] (18)、箱式爐內(nèi)回火處理:回火空冷的溫度為350~380°C,以減少殘余應(yīng)力;
[0024] (19)、熱矯直處理:在低溫回火爐中保溫30~45分鐘,再進行熱矯直處理,熱矯直 溫度500~600°C,以減少殘余應(yīng)力;
[0025] (20)、珩磨:選用數(shù)控珩磨機,工件回轉(zhuǎn),珩磨頭作往復(fù)運動的加工形式,達到圓柱 度:0· 01 ~0· 02mm,孔徑偏差:0· 01 ~0· 02mm ;
[0026] (21)、精鏜滾壓:通過滾壓成型,滾壓表面形成一層冷作硬化層,減少了磨削副接 觸表面的彈性和塑性變形,從而提高了光桿表面的耐磨性,表面硬度和強度提高,改善了工 件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性,延長使用期限;
[0027] (22)、切管測量:對鋼管進行定長切割,切割后管子光滑平整;
[0028] (23)、漏磁探傷:在合適的提離間隙、探傷速度和磁化強度下,對鋼管縱、橫向缺陷 檢測。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:
[0030] 1)、加工成型速度快、產(chǎn)量高,冷拔時不損傷表面,可以做成多種不同規(guī)格的管件, 以適應(yīng)客戶加工需要,壁厚從1~16_,管徑10~254_ ;可得到尺寸不在熱軋鋼管標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn) 品范圍內(nèi)的廣品;
[0031] 2)、制造精度明顯提高,冷拔后焊管外徑和內(nèi)徑精度均能得到保證,偏心率最大為 3 %,小于無縫鋼管7. 5 %的偏心率,其尺寸精度達HlO~H8 ;
[0032] 3)、在具有相同化學(xué)成分產(chǎn)品的情況下,獲得更高的機械性能,冷拔可以使焊管徑 向軸向方向上產(chǎn)生塑性變形,從而提高了鋼材的屈服點,使焊管在徑向軸向方向上各處機 械強度均衡,承載能力得以提高60%,具有高的抗拉強度和好的延伸率;
[0033] 4)、冷拔后的焊管表面光潔度好,粗糙度低;
[0034] 5)、減少了后續(xù)金加工量,提高了鋼材的利用率,降低了制造成本。
【具體實施方式】:
[0035] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0036] 實施例一:本發(fā)明精密內(nèi)孔珩磨管用冷拔焊管的制造方法包括如下步驟:
[0037] (1)、縱剪:將材質(zhì)為27SiMn的寬鋼卷在縱剪機上進行縱剪,根據(jù)焊管的直徑確定 縱剪后鋼卷的寬度;例如需要的焊管直徑為1〇〇_,由于在輥壓成型過程中,鋼卷的寬度方 向上有一定的伸長,根據(jù)該伸長率計算出鋼卷的實際寬度,再按該寬度進行縱剪,該寬度應(yīng) 小于314_,根據(jù)成型曲線不同而變化;
[0038] (2)、輥彎成型:將縱剪后的鋼卷放置在展料架上,通過送料機構(gòu)將鋼卷的端頭抽 出,送入連續(xù)壓輥成型機構(gòu)中進行輥彎成型加工,所述壓輥成型機構(gòu)包括連續(xù)的多組壓輥 對,每組壓輥對包括相互禍合的兩個壓輥,所述兩個壓輥之間留有間隙,相鄰壓輥對對應(yīng)的 間隙逐漸變形,使穿過相應(yīng)間隙的鋼卷由平面變成曲面,再由曲面變成圓形的管體;
[0039] (3)、高頻焊接:成圓后的鋼卷采用高頻焊接,將其側(cè)面對接的直縫進行感應(yīng)焊接, 形成焊管;
[0040] (4)、焊縫處理:在焊管尚未冷卻時,采用去毛刺刀銑平焊管的焊縫,所述去毛刺刀 包括設(shè)置在焊管外側(cè)的去外毛刺刀和設(shè)置在焊管內(nèi)側(cè)的去內(nèi)毛刺刀,去內(nèi)毛刺刀從尚未變 成圓形的管體的開口處軸向插入管體內(nèi),并伸到焊接位置的前方;
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