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(jìn)行生產(chǎn)，由于無縫鋼管的一個(gè)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(jī)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(jìn)行切削加工，大量的金 屬被切成切屑浪費(fèi)了，同時(shí)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(huì)出現(xiàn)一定的負(fù)差，這種負(fù)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(fèi)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(diǎn)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(shí)，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(jìn)行 處理，而直接用于精密內(nèi)孔珩磨管的加工時(shí)，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(fèi)。

【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(qiáng)度高、抗拉強(qiáng)度高、尺寸精密、 表面光滑，同時(shí)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(jìn)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(jī)上進(jìn)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(jī)構(gòu)將鋼卷的端頭抽 出，送入連續(xù)壓輥成型機(jī)構(gòu)中進(jìn)行輥彎成型加工，所述壓輥成型機(jī)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(gè)壓輥，所述兩個(gè)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(jìn)行感應(yīng)焊接， 形成焊管；
[0009] (4)、焊縫處理：在焊管尚未冷卻時(shí)，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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)進(jìn)行，此時(shí)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(jī)定徑，形成鋼管，張緊時(shí)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(dòng)，遇到缺陷或材質(zhì)、尺寸等變化時(shí)，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(qiáng)度，當(dāng)退火溫度過高時(shí)，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(jī)械性能上與焊管的其余區(qū)域相一致，為了除去焊 管的強(qiáng)度偏差，焊管的爐內(nèi)保持時(shí)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(jìn)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(yùn)動(dòng)作同步運(yùn)動(dòng)，在兩者等速運(yùn)動(dòng)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(jī)的情況下 連續(xù)進(jìn)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(jìn)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(jìn) 入進(jìn)行擠壓，擠壓模具和焊管的端頭在進(jìn)行擠壓前噴淋潤滑油，以避免擠壓時(shí)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(jìn)行酸洗，去除表面的銹皮，鹽酸濃度：7~19 %，酸洗時(shí) 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(shí)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(shí)間：8~15分鐘，皂化液PH值：8~9 ;
[0021] (16)、冷拔：將待冷拔焊管進(jìn)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(jī)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(jìn)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(jī)，工件回轉(zhuǎn)，珩磨頭作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加工形式，達(dá)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(qiáng)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(jìn)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(qiáng)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(shí)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(dá)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(jī)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(diǎn)，使焊管在徑向軸向方向上各處機(jī) 械強(qiáng)度均衡，承載能力得以提高60%，具有高的抗拉強(qiáng)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(shí)施方式】：
[0035] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0036] 實(shí)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(jī)上進(jìn)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(jì)算出鋼卷的實(shí)際寬度，再按該寬度進(jìn)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(jī)構(gòu)將鋼卷的端頭抽 出，送入連續(xù)壓輥成型機(jī)構(gòu)中進(jìn)行輥彎成型加工，所述壓輥成型機(jī)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(gè)壓輥，所述兩個(gè)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(jìn)行感應(yīng)焊接， 形成焊管；
[0040] (4)、焊縫處理：在焊管尚未冷卻時(shí)，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；