一種高精度冷拔內(nèi)孔珩磨管的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高精度冷拔內(nèi)孔珩磨管的制造方法，該制造方法包括如下步驟：加熱：將管坯在環(huán)形爐中加熱；穿孔：熱管坯經(jīng)穿孔機(jī)穿孔；退火：將管坯退火；冷軋：將退火管坯引入軋管機(jī)冷軋，得到軋制管；去應(yīng)力退火：將軋制管引入加熱爐中加熱得到退火管坯；酸洗處理：將退火管坯進(jìn)行酸洗，去除表面的銹皮；磷化處理：在管坯的表面形成磷酸鋅的化學(xué)生成覆膜；皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤(rùn)滑覆膜；冷拔；將待冷拔管坯進(jìn)行冷拔加工，得到冷拔管；熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，降低冷拔管的殘余應(yīng)力；珩磨：選用數(shù)控珩磨機(jī)珩磨；熱矯直處理：得到高精度冷拔鋼管。本發(fā)明的方法得到屈服強(qiáng)度高、尺寸精密、表面光滑的精密內(nèi)孔珩磨管。
【專利說(shuō)明】
一種高精度冷拔內(nèi)孔珩磨管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明屬于鋼管制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高精度冷拔內(nèi)孔珩磨管的制造方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為碳素鋼、合金鋼或不銹鋼等機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼管的冷加工法，公知的有由拉拔機(jī) 進(jìn)行的拉拔加工法和由皮爾格式乳機(jī)進(jìn)行的乳制加工法。其中，由拉拔機(jī)進(jìn)行的拉拔加工 法，與由皮爾格式扎機(jī)進(jìn)行的乳制加工法相比，可以高效率地制造冷加工鋼管，這種無(wú)縫鋼 管用于油壓缸、氣壓缸使用，目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最高鋼級(jí)其屈服強(qiáng)度、尺寸偏差 等均無(wú)法滿足實(shí)際油壓缸、氣壓缸的使用要求，使得我國(guó)的油壓缸、氣壓缸用無(wú)縫鋼管只能 依賴進(jìn)口，制約了我國(guó)冷拔鋼管的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種高精度冷拔內(nèi)孔珩磨管的 制造方法，該方法得到的精密內(nèi)孔珩磨管，屈服強(qiáng)度高、尺寸精密、表面光滑，其貯油性能 佳，使運(yùn)轉(zhuǎn)更為順暢，無(wú)停頓情形，延長(zhǎng)使用期限，適用于油壓缸、氣壓缸、叉車、起重機(jī)、堆 高機(jī)、建筑機(jī)械、沖床等各式省力自動(dòng)化機(jī)械工程。
[0004] 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種高精度冷拔內(nèi)孔珩磨管的制造方法包括如下步 驟：
[0005] (1)、加熱：將27SiMn管坯在環(huán)形爐中加熱至1300~1380°C，加熱時(shí)間為4~5小 時(shí)，從而保證管坯加熱均勻；
[0006] (2)、穿孔：熱管坯經(jīng)穿孔機(jī)穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1250~ 1350°C，并目控制穿孔偏心率以及控制管坯表面質(zhì)量；
[0007] (3)、退火：將管坯引入連續(xù)式退火爐中進(jìn)行退火，并目控制退火溫度為600~ 700°C，退火時(shí)間為70~90min，得到退火硬度（HV)為210~217的退火管坯；
[0008] (4)、冷乳：將退火管坯引入乳管機(jī)冷乳，乳管機(jī)的機(jī)頭架的往復(fù)次數(shù)為50~60次 /min，管坯的每次送進(jìn)長(zhǎng)度為6~7mm/次，得到乳制管；
[0009] (5)、去應(yīng)力退火：將乳制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退 火管坯，目的在于確保鋼管的強(qiáng)度，當(dāng)退火溫度過(guò)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550~650°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷乳鋼管的強(qiáng)度偏 差，冷乳鋼管的爐內(nèi)保持時(shí)間為10~20分鐘；
[0010] (6)、酸洗處理：將退火管坯進(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；
[0011] (7)、磷化處理：在管坯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 ;
[0012] (8)、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤(rùn)滑覆膜，皂化溫度：55~75°C，皂化時(shí) 間：8~15分鐘，皂化液PH值：8~9 ;
[0013] (9)、冷拔：將待冷拔管坯進(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：350~450t，阜化管拔前停放時(shí)間：72~96h ;
[0014] (10)、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為800~900°C，淬火介 質(zhì)為水，回火溫度在550~650°C，降低冷拔管的殘余應(yīng)力；
[0015] (11)、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，粗糙度：RaO. 25~0. 35的高標(biāo)準(zhǔn)精度；
[0016] (12)、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫45~60分鐘，再進(jìn)行熱矯直處理，熱矯 直溫度600~680°C，得外徑公差：小于+1. 0 %，壁厚公差：小于10 %，外徑不圓度：小于 0.4%，壁厚不均度：小于10%，直線度：小于0.5mm/m的精密內(nèi)孔珩磨管。
[0017] 本發(fā)明的有益效果如下：利用本發(fā)明方法制作出的精密內(nèi)孔珩磨管，綜合性能好， 低溫沖擊韌性好，具有較高的旋轉(zhuǎn)變形抗力及耐磨性，其屈服強(qiáng)度超過(guò)SOOMPa，通過(guò)采用冷 拔、熱處理及矯直工藝，使所述的精密內(nèi)孔珩磨管管體的機(jī)械性能、旋轉(zhuǎn)變形抗力、低溫沖 擊功及耐磨性能達(dá)標(biāo)，通過(guò)控制管體的幾何尺寸、殘余應(yīng)力、形狀偏差以及化學(xué)成份，能夠 保證管體的機(jī)械性能、高的耐磨性、耐低溫和高的旋轉(zhuǎn)變形抗力，尺寸精密、表面光滑，其貯 油性能佳，使運(yùn)轉(zhuǎn)更為順暢，無(wú)停頓情形，延長(zhǎng)使用期限，適用于油壓缸、氣壓缸、叉車、起重 機(jī)、堆高機(jī)、建筑機(jī)械、沖床等各式省力自動(dòng)化機(jī)械工程。
【具體實(shí)施方式】：
[0018] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019] 實(shí)施例一：
[0020] 以制備直徑為159. 3mm并且孔壁壁厚為6. 3mm的27SiMn鋼管為例，包括以下步 驟：
[0021] (1)、加熱：將27SiMn管坯在環(huán)形爐中加熱至1300°C，加熱時(shí)間為4小時(shí)，從而保 證管坯加熱均勻；
[0022] (2)、穿孔：熱管坯經(jīng)穿孔機(jī)穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1250°C，并目 控制穿孔偏心率為4%，對(duì)管坯進(jìn)行目測(cè)檢驗(yàn)，藉以去除管坯表面的毛刺、翹皮，如果管坯表 面出現(xiàn)或存在明顯的即肉眼顯見(jiàn)的凹坑、乳傷和裂紋，則應(yīng)剔除，避免流入下一工序，以控 制管坯表面質(zhì)量；
[0023] (3)、退火：將管坯引入連續(xù)式退火爐中進(jìn)行退火，并目控制退火溫度為600°C，退 火時(shí)間為70min，得到退火硬度（HV)為210的退火管坯；
[0024] (4)、冷乳：將退火管坯引入乳管機(jī)冷乳，乳管機(jī)的機(jī)頭架的往復(fù)次數(shù)為50次/ min，管還的每次送進(jìn)長(zhǎng)度為6mm/次，得到乳制管；
[0025] (5)、去應(yīng)力退火：將乳制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退 火管坯，目的在于確保鋼管的強(qiáng)度，當(dāng)退火溫度過(guò)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550°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷乳鋼管的強(qiáng)度偏差，冷乳 鋼管的爐內(nèi)保持時(shí)間為10分鐘；
[0026] (6)、酸洗處理：將退火管坯進(jìn)行酸洗，去除表面的銹皮，鹽酸濃度：7%，酸洗時(shí) 間：35分鐘，再中和池翻滾，翻滾次數(shù)：2次，中和液PH值：9,再經(jīng)清水池翻滾，翻滾次數(shù)：2 次；
[0027] (7)、磷化處理：在管坯的表面形成磷酸鋅的化學(xué)生成覆膜，磷酸鋅濃度：20%，磷 化液溫度：68°C，磷化時(shí)間：10分鐘，磷化液游離酸度：4,磷化液總酸度：45 ;
[0028] (8)、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤(rùn)滑覆膜，皂化溫度：55°C，皂化時(shí)間：8分 鐘，皂化液PH值：8 ;
[0029] (9)、冷拔：將待冷拔管坯進(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：3mm，拔機(jī)最大拉拔力：350t，阜化管拔前停放時(shí)間：72h ;
[0030] (10)、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為800°C，淬火介質(zhì)為 水，回火溫度在550°C，降低冷拔管的殘余應(yīng)力；
[0031] (11)、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. 01mm，孔徑偏差：0. 01mm，粗糙度：RaO. 25的高標(biāo)準(zhǔn)精度；
[0032] (12)、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫45分鐘，再進(jìn)行熱矯直處理，熱矯直溫度 600°C，得屈服強(qiáng)度（MPa) :805,外徑公差：+0. 5%，壁厚公差：8%，外徑不圓度：0. 3%，壁厚 不均度：6%，直線度：0. 4mm/m的精密內(nèi)孔珩磨管。
[0033] 本實(shí)施例得到的產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)，所檢項(xiàng)目符合GB/T3639-2009標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品合格，滿足 了用戶對(duì)屈服強(qiáng)度、尺寸偏差的要求。
[0034] -種精密內(nèi)孔珩磨管與常規(guī)鋼管的技術(shù)性能比較
[0036] 實(shí)施例二：
[0037] 以制備直徑為139. 9mm并且孔壁壁厚為7. 9mm的27SiMn鋼管為例，包括以下步 驟：
[0038] (1)、加熱：將27SiMn管坯在環(huán)形爐中加熱至1380°C，加熱時(shí)間為5小時(shí)，從而保 證管坯加熱均勻；
[0039] (2)、穿孔：熱管坯經(jīng)穿孔機(jī)穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1350°C，并目 控制穿孔偏心率為5 %，對(duì)管坯進(jìn)行目測(cè)檢驗(yàn)，藉以去除管坯表面的毛刺、翹皮，如果管坯表 面出現(xiàn)或存在明顯的即肉眼顯見(jiàn)的凹坑、乳傷和裂紋，則應(yīng)剔除，避免流入下一工序，以控 制管坯表面質(zhì)量；
[0040] (3)、退火：將管坯引入連續(xù)式退火爐中進(jìn)行退火，并目控制退火溫度為700°C，退 火時(shí)間為90min，得到退火硬度（HV)為217的退火管坯；
[0041] (4)、冷乳：將退火管坯引入乳管機(jī)冷乳，乳管機(jī)的機(jī)頭架的往復(fù)次數(shù)為60次/ min，管還的每次送進(jìn)長(zhǎng)度為7mm/次，得到乳制管；
[0042] (5)、去應(yīng)力退火：將乳制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退 火管坯，目的在于確保鋼管的強(qiáng)度，當(dāng)退火溫度過(guò)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650°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷乳鋼管的強(qiáng)度偏差，冷乳 鋼管的爐內(nèi)保持時(shí)間為20分鐘；
[0043] (6)、酸洗處理：將退火管坯進(jìn)行酸洗，去除表面的銹皮，鹽酸濃度：19%，酸洗時(shí) 間：60分鐘，再中和池翻滾，翻滾次數(shù)：3次，中和液PH值：10,再經(jīng)清水池翻滾，翻滾次數(shù)：3 次；
[0044] (7)、磷化處理：在管坯的表面形成磷酸鋅的化學(xué)生成覆膜，磷酸鋅濃度：30%，磷 化液溫度：75°C，磷化時(shí)間：20分鐘，磷化液游離酸度：7,磷化液總酸度：75 ;
[0045] (8)、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤(rùn)滑覆膜，皂化溫度：75°C，皂化時(shí)間：15 分鐘，皂化液PH值：9 ;
[0046] (9)、冷拔：將待冷拔管坯進(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：5mm，拔機(jī)最大拉拔力：450t，阜化管拔前停放時(shí)間：96h ;
[0047] (10)、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為900°C，淬火介質(zhì)為 水，回火溫度在650°C，降低冷拔管的殘余應(yīng)力；
[0048] (11)、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. 02mm，孔徑偏差：0. 02mm，粗糙度：RaO. 35的高標(biāo)準(zhǔn)精度；
[0049] (12)、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫60分鐘，再進(jìn)行熱矯直處理，熱矯直溫 度680°C，得外徑公差：+0. 6%，壁厚公差：7%，外徑不圓度：0. 35%，壁厚不均度：8%，直線 度：0. 32mm/m的精密內(nèi)孔珩磨管。
[0050] 實(shí)施例三：
[0051] 以制備直徑為140. 4mm并且孔壁壁厚為8. 3mm的27SiMn鋼管為例，包括以下步 驟：
[0052] (1)、加熱：將27SiMn管坯在環(huán)形爐中加熱至1350°C，加熱時(shí)間為4. 5小時(shí)，從而 保證管還加熱均勻；
[0053] (2)、穿孔：熱管坯經(jīng)穿孔機(jī)穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1300°C，并目 控制穿孔偏心率為4. 5%，對(duì)管坯進(jìn)行目測(cè)檢驗(yàn)，藉以去除管坯表面的毛刺、翹皮，如果管坯 表面出現(xiàn)或存在明顯的即肉眼顯見(jiàn)的凹坑、乳傷和裂紋，則應(yīng)剔除，避免流入下一工序，以 控制管還表面質(zhì)量；
[0054] (3)、退火：將管坯引入連續(xù)式退火爐中進(jìn)行退火，并目控制退火溫度為650°C，退 火時(shí)間為80min，得到退火硬度（HV)為215的退火管坯；
[0055] (4)、冷乳：將退火管坯引入乳管機(jī)冷乳，乳管機(jī)的機(jī)頭架的往復(fù)次數(shù)為55次/ min，管還的每次送進(jìn)長(zhǎng)度為6. 5mm/次，得到乳制管；
[0056] (5)、去應(yīng)力退火：將乳制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退 火管坯，目的在于確保鋼管的強(qiáng)度，當(dāng)退火溫度過(guò)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600°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷乳鋼管的強(qiáng)度偏差，冷乳 鋼管的爐內(nèi)保持時(shí)間為15分鐘；
[0057] (6)、酸洗處理：將退火管坯進(jìn)行酸洗，去除表面的銹皮，鹽酸濃度：15%，酸洗時(shí) 間：45分鐘，再中和池翻滾，翻滾次數(shù)：2. 5次，中和液PH值：9. 5,再經(jīng)清水池翻滾，翻滾次 數(shù)：2. 5次；
[0058] (7)、磷化處理：在管坯的表面形成磷酸鋅的化學(xué)生成覆膜，磷酸鋅濃度：25%，磷 化液溫度：70°C，磷化時(shí)間：15分鐘，磷化液游離酸度：5,磷化液總酸度：65 ;
[0059] (8)、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤(rùn)滑覆膜，皂化溫度：65°C，皂化時(shí)間：12 分鐘，皂化液PH值：8. 5;
[0060] (9)、冷拔：將待冷拔管坯進(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：4mm，拔機(jī)最大拉拔力：390t，阜化管拔前停放時(shí)間：84h ;
[0061] (10)、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為850°C，淬火介質(zhì)為 水，回火溫度在600°C，降低冷拔管的殘余應(yīng)力；
[0062] (11)、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. 015mm，孔徑偏差：0. 018mm，粗糙度：RaO. 32的高標(biāo)準(zhǔn)精度；
[0063] (12)、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫55分鐘，再進(jìn)行熱矯直處理，熱矯直溫 度650°C，得外徑公差：+0. 6%，壁厚公差：8%，外徑不圓度：0. 38%，壁厚不均度：7%，直線 度：0. 45mm/m的精密內(nèi)孔珩磨管。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高精度冷拔內(nèi)孔珩磨管的制造方法包括如下步驟： (1) 、加熱：將SAE1020管坯在環(huán)形爐中加熱至1300~1380°C，加熱時(shí)間為4~5小時(shí)， 從而保證管坯加熱均勻； (2) 、穿孔：熱管坯經(jīng)穿孔機(jī)穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1250~1350Γ，并 目控制穿孔偏心率以及控制管坯表面質(zhì)量； (3) 、退火：將管坯引入連續(xù)式退火爐中進(jìn)行退火，并目控制退火溫度為600~700°C， 退火時(shí)間為70~90min，得到退火硬度（HV)為210~217的退火管坯； (4) 、冷乳：將退火管坯引入乳管機(jī)冷乳，乳管機(jī)的機(jī)頭架的往復(fù)次數(shù)為50~60次/ min，管還的每次送進(jìn)長(zhǎng)度為6~7mm/次，得到乳制管； (5) 、去應(yīng)力退火：將乳制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退火管 坯，目的在于確保鋼管的強(qiáng)度，當(dāng)退火溫度過(guò)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550~650°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷乳鋼管的強(qiáng)度偏差，冷 乳鋼管的爐內(nèi)保持時(shí)間為10~20分鐘； (6) 、酸洗處理：將退火管坯進(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； (7) 、磷化處理：在管坯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 ; (8) 、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤(rùn)滑覆膜，皂化溫度：55~75 °C，皂化時(shí)間： 8~15分鐘，皂化液PH值：8~9 ; (9) 、冷拔：將待冷拔管坯進(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：350~450t，阜化管拔前停放時(shí)間：72~96h ; (10) 、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為800~900°C，淬火介質(zhì)為 水，回火溫度在550~650°C，降低冷拔管的殘余應(yīng)力； (11) 、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，粗糙度：RaO. 25~0. 35的高標(biāo)準(zhǔn)精度； (12) 、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫45~60分鐘，再進(jìn)行熱矯直處理，熱矯直溫度 600~680°C，得外徑公差：小于+1.0%，壁厚公差：小于10%，外徑不圓度：小于0.4%，壁 厚不均度：小于10%，直線度：小于〇. 5mm/m的精密內(nèi)孔珩磨管。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK105880934SQ201510021668
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月11日
【發(fā)明人】吳建興
【申請(qǐng)人】無(wú)錫市神陸液壓機(jī)件有限公司