冲孔-拉伸法成形大口径厚壁管

将加热好的钢锭放入冲孔胎模中先冲一个盲孔,然后放入拔伸胎模中进行拔长而生产厚壁管的方法称为冲孔-拉伸法。其压力加工过程的原理如图2所示。

成形工艺

(1) 材料准备用于锻制厚壁管的钢锭,除化学成分必须符合规定要求外,Pb,S,Sb,As,P也应严格控制,以减少脆性和晶界裂纹的产生。应降低N含量,不能用铝来脱氧以减少时效敏感性。钢锭表面不能有裂纹,因为表面任一细小裂纹都有可能在加热或锻造过程中进一步扩大。发现钢锭表面有裂纹要及时进行清理和打磨,凹坑及清理后产生的凹坑要进行特殊处理,以防产生折叠。钢锭的冒口和底部切除,可用带锯或大面积火焰切割机进行。为防止产生裂纹,对热敏感性高的钢锭切割时要进行加热。

(2) 加热与锻前处理应减少钢锭加热时的径向温度不均匀,以防止由此而导致钢锭变形抗力不同而引起冲孔偏心。冲孔(拉伸)前要对坯料进行除鳞处理,即打掉坯料周围的氧化皮,以防锻造过程中氧化皮掉入模具中而影响管坯表面形状。

(3) 冲孔为避免放入模具的钢锭产生偏斜,钢锭与模具间的间隙应很小,也正因为如此,冲孔过程实际上相当于反挤压,这样极有利于钢锭内部缺陷的焊合及晶粒细化。为减少冲孔(或称为反挤压)时因冲杆(或称为凸模)的偏移而产生冲孔偏心,影响尺寸精度,冲孔时冲杆要有导向装置。在冲孔或拔伸中为方便脱模,加有一定量的脱模剂,当冲孔或拔伸完后要把脱模剂的残余物冲洗出来,以防止内孔缺陷。冲孔的同时也要注意外观质量检查,对于成形过程中产生的小裂纹和凹坑要及时修整,以防缺陷在后续成形时进一步扩大。

(4) 拉伸冲孔后如坯料温度高则可立即进行一次拉伸,否则应先加热再拉伸。每一火的变形比应达到60%以上,23火即可拔到一根成品管所需长度。拉伸过程中应注意如下几点:①每一火次的拉伸变形量不能太大,这主要是由于设备能力不够和易于拔穿掉底。拉伸过程中因重力作用,向下的一边管壁会变得薄一些,为此每拉一次都应使管坯转动一定的角度,以使管壁厚度均匀。拉伸过程要尽可能快,这样既可以提高生产效率,又可以避免因管坯冷缩包住拉伸杆。

(5) 锻造设备选择冲孔的实质为反挤压过程,所需设备吨位较大;拉伸为变薄拉伸过程,通过拉拔要达到所需管长,因此压力机行程要长。用4000t以上的立式压力机用于反挤,2000t以上的大行程卧式水压机作为拔伸设备是合理的。当然如果冲孔和拉伸压力机的工作压力和行程更大些将有利于成形和增加管长。

(6) 热处理与机加工由于锅炉钢管所用材料为低碳钢或低碳合金钢,所以热处理方式为正火。对于合金钢,可用喷雾方式进行冷却以满足其性能要求。由于电站锅炉钢管是长期工作于高温高压之中,为保证性能符合要求,热处理工艺参数(加热温度,保温时间,冷却条件)及炉温控制要求极严格。热处理后的钢管经校直、喷丸后即可进行机加工。由于钢管对尺寸精度要求并不高,因而对机加工设备没有很高要求,普通深孔镗床和车床即可胜任。

文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|不锈钢换热管

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