專利名稱：一種用于徑向鍛造機(jī)上生產(chǎn)中大口徑合金鋼無縫鋼管的管坯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種制造無縫鋼管的管坯，尤其涉及制造中大口徑、中厚壁、合金 鋼高級無縫鋼管的管坯。
背景技術(shù)：
鋼材具有良好的綜合使用性能，能夠在不同工況條件下承受所要求的負(fù)載和具有 所需的壽命周期，且工藝性能良好，是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)不可或缺的重要基礎(chǔ)材料。一般來說， 把含碳量0.02% -2%的碳鐵合金稱為鋼，含碳量大于2%的碳鐵合金稱為鑄鐵。根據(jù)不 同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，又可以將鋼劃分成不同的類別。按照鋼的化學(xué)成分可以分為碳素鋼和合金 鋼碳素鋼中的成分除了鐵和碳外，還含有在冶煉中難以除凈的少量硅、錳、磷、硫、 氧和氮等。根據(jù)含碳量大小，將碳素鋼分為低碳鋼(含碳小于0.25%)、中碳鋼(含碳 0. 25% 0. 6% )和高碳鋼(含碳大于0. 6% )。合金鋼是特意加入或超過碳素鋼限量的合金元素的鋼，以便使其具有一般碳素鋼 不具備的強(qiáng)度、韌性、耐蝕性、耐磨性、耐熱性、紅硬性等特殊性能。這些合金元素包括錳、 硅、礬、鉻、鎳、鈦、釩等。合金元素總含量小于5%為低合金鋼，5% 10%為中合金鋼，大于 10%為高合金鋼?？傮w上講鋼具有較好的加工性能，但是隨著合金元素含量的提高，合金鋼特別是 高合金鋼一般情況下都表現(xiàn)為工藝塑性下降、變形溫度區(qū)間變窄、脆性增大、變形抗力加 大，從而使得加工難度越來越大。合金鋼產(chǎn)品的高加工難度，不但導(dǎo)致加工時(shí)耗材、耗時(shí)、高 成本、所用裝備噸位高，而且成品質(zhì)量難以得到保證，因此合金鋼高端無縫管材制造技術(shù)一 直是限制合金鋼無縫鋼管發(fā)展的難題之一。在現(xiàn)有技術(shù)中，對于中大口徑(外徑為①250mm以上)、中厚壁(徑壁比為25以 下)、合金鋼高端無縫管材的加工，基本上都需要管坯成形工藝，即將實(shí)心坯料事先加工成 空心荒管(一般為實(shí)心坯穿成荒管，或者是實(shí)心錠鍛造后再通過沖孔、擴(kuò)孔成荒管)，然后 再對所述空心荒管進(jìn)行壓力加工成形，最后經(jīng)精整等工序制造出成品，這不但耗時(shí)、耗材、 成本高，而且需要配備各類大型設(shè)備，工藝和質(zhì)量均難以控制。上世紀(jì)中葉，逐漸發(fā)展起來一項(xiàng)叫徑向鍛造的技術(shù)，即所謂的GFM.，最早是由奧地 利率先開發(fā)出來的，現(xiàn)在也被通稱為RFM(Radial ForgingMachine)。該技術(shù)的基本原理就 是通過沿工件圓周上布置的多個(gè)錘頭(2-8)以高頻率(一般都在200次/min以上)反復(fù)同 步鍛擊工件，以形成疊加變形(每次錘擊的變形量不大)，這可使工件斷面上獲得鍛透性較 強(qiáng)的成形，導(dǎo)致斷面表層、中層和心部的晶粒尺寸差異性明顯縮小，從而賦予鍛件以最佳的 組織和綜合性能；徑向鍛造成形的應(yīng)變狀態(tài)還有助于消除可能造成工件完好性遭到破壞的 各類表層和內(nèi)部缺陷；鍛造精度高(士2mm)；高頻率的同步錘擊使變形區(qū)能在準(zhǔn)絕熱的等 溫條件下(溫降A(chǔ)TJ 溫升ATSH)完成每個(gè)道次的鍛制，并有可能實(shí)現(xiàn)工件的一火成形，導(dǎo)致徑向鍛造具有明顯節(jié)能、降耗、省工時(shí)的優(yōu)勢；而且由于在徑向鍛造成形過程中橫向?qū)?展受到限制，減少了不利的附加變形及其可能引起的巨大附加應(yīng)力，可使軸向延伸得到高 度發(fā)展。因此，徑向鍛造作為一種高精度、高效率的現(xiàn)代塑性成形技術(shù)之一，得到了令世人 矚目的發(fā)展，并日益受到業(yè)內(nèi)人士的青睞，因而人們試圖從徑向鍛造技術(shù)出發(fā)來開辟一條 制造中大口徑、中厚壁、合金鋼高端無縫管材的新途徑。但是，徑向鍛造成形技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展尚不夠均衡用于中小尺寸件的生產(chǎn)居多，用 于大型件的生產(chǎn)偏少；用于實(shí)心軸件的生產(chǎn)居多，用于管體件的生產(chǎn)偏少。特別值得一提的 是，由于種種原因，徑向鍛造成形技術(shù)在被用作生產(chǎn)中大口徑、中厚壁、合金鋼高端無縫管 材方面，尚未顯現(xiàn)出其應(yīng)有的優(yōu)勢，其中一個(gè)重要原因就在于尚未找到一種能為徑向鍛造 機(jī)提供合適管坯的有效途徑。所以，盡管有采用徑向鍛造技術(shù)來生產(chǎn)中大口徑、合金鋼無縫 管材的嘗試，但一直難以達(dá)到預(yù)期效果。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中耗時(shí)、耗材、成本高，而且需要配備各類大型設(shè)備，工藝 和質(zhì)量均難以控制的問題，本實(shí)用新型提供了一種用于徑向鍛造機(jī)上生產(chǎn)中大口徑合金鋼 無縫鋼管的管坯，其特征在于所述管坯包括離心鑄造的合金鋼空心荒管(1)和所述合金 鋼空心荒管(1)的一端或者兩端固接的碳素鋼“夾頭料”(2)。進(jìn)一步，所述碳素鋼“夾頭料”(2)為長度300 800毫米的空心體。所述碳素鋼“夾頭料”(2)為壁厚小于等于所述合金鋼空心荒管(1)壁厚的圓管。所述的固接優(yōu)選為焊接。根據(jù)本實(shí)用新型，因在離心鑄造的合金鋼空心荒管的一端或者兩端加設(shè)了碳素鋼 “夾頭料”，組成了一個(gè)適合于徑向鍛造機(jī)加工的管坯，不僅能使徑向鍛造快速實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的 變形，還能減少管體工件縱向溫度和尺寸精度的明顯差異性，這使得加工溫度范圍較窄且 價(jià)格昂貴的合金鋼管的壓力加工塑性變形進(jìn)行的十分順利，為提高整個(gè)徑向鍛造機(jī)組的生 產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)，從而使得利用徑向鍛造技術(shù)來生產(chǎn)中大口徑合金鋼高端無 縫管材技術(shù)得以發(fā)展，不但可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的中大口徑合金鋼無縫管材，而且生產(chǎn)效率 大為提高，滿足了現(xiàn)代科技對于中大口徑合金鋼優(yōu)質(zhì)高端管材的需要。同時(shí)，因固接的“夾 頭料”為價(jià)格低廉的碳素鋼，則在加工成成品后，可以僅切除該“夾頭料”而無須切除珍貴的 合金鋼材料，從而大大節(jié)省材料成本、提高收得率。
圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例管坯的剖視圖；圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例管坯的剖視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說明根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。圖1為本實(shí)用新型一種用于徑向鍛造機(jī)上生產(chǎn)中大口徑無縫鋼管的管坯的一實(shí) 施例剖視圖，示出了該管坯的結(jié)構(gòu)，其包括離心鑄造而成的而成的lCrl8Ni9奧氏體不銹 鋼空心荒管1，在所述lCrl8Ni9奧氏體不銹鋼空心荒管1的兩端分別焊接一段15號鋼“夾 頭料” 2，所述lCrl8Ni9奧氏體不銹鋼空心荒管1為①404x94mm的空心荒管，所述15號鋼 “夾頭料”2為500mm長的0 404x94mm的圓管。該管坯經(jīng)內(nèi)外表面機(jī)加工處理和加熱后，可 以直接用于徑向鍛造機(jī)上進(jìn)行壓力加工，且加工出的管件的尺寸和質(zhì)量均十分優(yōu)良。[0021]圖2為本實(shí)用新型一種用于徑向鍛造機(jī)上生產(chǎn)中大口徑無縫鋼管的管坯的另一 實(shí)施例剖視圖，示出了該管坯的結(jié)構(gòu)，其包括離心鑄造而成的Cr-Ni鐵素體-奧氏體超低 碳雙相不銹鋼空心荒管1，在所述Cr-Ni鐵素體-奧氏體超低碳雙相不銹鋼空心荒管1的 一端焊接一段20號鋼“夾頭料”2，所述Cr-Ni鐵素體-奧氏體超低碳雙相不銹鋼空心荒管 1為①950x100mm的空心荒管，所述20號鋼“夾頭料” 2為700mm長的①950x94mm的圓管， 該管坯經(jīng)內(nèi)外表面機(jī)加工處理和加熱后，可以直接用于徑向鍛造機(jī)上進(jìn)行壓力加工，且加 工出的管件的尺寸和質(zhì)量均十分優(yōu)良。本實(shí)用新型的管坯中因?yàn)椤皧A頭料” 2的存在，使得管坯在徑向鍛造機(jī)上進(jìn)行鍛制 成形的整個(gè)過程中，不僅能快速實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的變形，還能減少管體工件縱向溫度和尺寸精度 的明顯差異，提高了整個(gè)徑向鍛造機(jī)機(jī)組的變形能力、提高了生產(chǎn)效率；同時(shí)，因離心鑄造 的空心荒管1的精度高和“夾頭料”2的存在，而使得變形更加平穩(wěn)。此外，因“夾頭料”2的 存在可降低昂貴的合金鋼材料切頭切尾而引起的料耗，可提高成品收得率、節(jié)省材料成本。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種用于徑向鍛造機(jī)上生產(chǎn)中大口徑合金鋼無縫鋼管的管坯，其特征在于所述管坯包括離心鑄造的合金鋼空心荒管(1)和所述合金鋼空心荒管(1)的一端或者兩端固接的碳素鋼“夾頭料”(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管坯，其特征在于所述碳素鋼“夾頭料”(2)為長度300 800毫米的空心體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管坯，其特征在于所述碳素鋼“夾頭料”(2)為壁厚小于等 于所述合金鋼空心管坯(1)壁厚的圓管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一所述的管坯，其特征在于所述的固接為焊接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于徑向鍛造機(jī)上生產(chǎn)中大口徑合金鋼無縫鋼管的管坯，其特征在于所述管坯包括離心鑄造的合金鋼空心荒管(1)和所述合金鋼空心荒管(1)的一端或者兩端固接的碳素鋼“夾頭料”(2)。該管坯的合金鋼空心荒管的一端或者兩端因加設(shè)了碳素鋼“夾頭料”，不僅能使該管坯在徑向鍛造時(shí)實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的變形，減少縱向溫度和尺寸精度的差異性，有助于提高整個(gè)徑向鍛造機(jī)組的生產(chǎn)效率。同時(shí)，因固接的“夾頭料”為價(jià)格低廉的碳素鋼，則在加工成成品后切除的為該價(jià)格低廉的“夾頭料”而無須切除珍貴的合金鋼材料，從而大大節(jié)省材料成本、提高收得率。
文檔編號B21J1/00GK201558924SQ20092024708
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者劉懷文, 史軍, 杜艷梅, 沈克林, 王雅明, 金菊蓀, 馬忠良, 馬曉梅 申請人:北京首宏鋼科技開發(fā)有限公司