精密钢管生产工艺:
在冷轧冷拔管机组上在室温下用轧制和拉拔方式对管材进行的冷加工,属于热轧管(包括热挤压的管材)和焊接管的深度加工。它可以获得直径更小、壁厚更薄、尺寸精度更高、表面粗糙度更低和性能更好以及多种断面形状的管材。用冷拔法可生产直径0.2~765mm和壁厚0.015~50mm的各种管材。用冷轧法可生产直径4~450mm和壁厚0.03~35mm的各种管材。
冷拔与冷轧相比较,冷轧的优点是道次变形量大,加工道次少,生产周期短和金属消耗小。缺点是工具制造较困难,变更规格不方便。生产灵活性差,设备投资高及维护较复杂;由于是周期轧制,轧制时间长,生产力较低,能耗高。冷拔的优点是生产力较高,生产中变规格较方便,灵活性大,设备和工具制造简单;缺点是道次变形量小,加工道次多,生产周期长,金属消耗大。
热轧无缝管时管坯穿孔前在管坯前端加工出一个浅圆孔的工序,目的是有利于穿孔时顶头鼻部对准管坯轴线,减少毛管的前端壁厚不均,同时改善二次咬入。(见斜轧穿孔原理)定心方法有两种,即热定心和冷定心。热定心是指用压缩空气或液压在热状态下冲孔(挤孔)。设备放置在穿孔机前台处。这种方法生产效率高,设备简单,同时由于冲头(挤头)形状与顶头鼻部形状相适应,能获得良好的定心孔形状.
冷定心是指在专门机床钻孔。冷定心仅在生产高合金钢和重要用途精密钢管时采用。冷定心时如果钻孔形状不当,穿孔时很容易产生定心内折叠缺陷(见内外折叠)。定心孔直径一般取(0.15~0.25)dz比(dz为坯料直径)。定心孔深度由定心目的而定,一般碳精密钢管坯定心目的主要是为了减小毛管前端壁厚不均,因此深度取得浅。而高合金精密钢管坯还要增加顶头前压缩量,因此取得深。
精密钢管冷轧
常规所用的冷轧管机分两种,即二辊式冷轧管机和多辊式(一般为3~4辊式)冷轧管机。
多辊式冷轧管机由原苏联全苏冶金机械科学研究所发明。由于轧辊直径小,轧制力较小,金属与工具间轧制单位压力小,因而轧辊弹性变形小,加上采用了支承辊,轧机刚性高,适用轧制薄壁和特薄壁的精密管,最小壁厚为0.03mm(见超薄壁管生产);缺点是道次变形量小,生产力低。采取双线轧制可提高生产率50%~70%。多辊冷轧管机工作原理如图10所示。轧制时机架连同轧辊做往复运动。当工作机架达到后极限位置(图中1)时,管料借助于专门送料机构向轧制方向送进一个送进量m,然后由于机架向前运动,轧辊也产生转动,且辊颈沿支承板滚动,支承板特殊的形状使孔型半径逐渐减小,管料送进部分得到减径和壁厚压薄。在轧制过程中管料的圆柱形芯棒在轴向方向不发生移动(被专门装置锁紧)。当工作机架到达前极限位置(图中Ⅱ)时轧制结束,并同时将管料旋转一定角度,以使管子横截面各部分均得到加工。之后工作机架反向运动,轧过的一段管材受到进一步精整,并由于使原来相应于孔型开口部分的金属在芯棒上得到展轧。金属横向流动的结果,管子内径增大,使工作锥部分的管材内表面脱离了芯棒,为下一次送进管料创造条件,如此反复直到管料全长被轧完为止。
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