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精密钢管的冷拔
拔制管材的各种常规方法如图1所示。
(1)无芯棒拔管,用于只减小管子外径。
(2)不动短芯棒拔管,用于同时减小管子外径和壁厚;这种方法由于芯棒固定,且使用固定外模,摩擦阻力大,拔制力大,道次变形量小;优点是拔制方法简单,故被广泛应用。
(3)浮动芯棒拔管,常用于卷筒拔管,能生产很长的管子(100m以上)。浮动芯棒拔制时拔制力较小,可提高道次变形量;由于不存在拉杆的限制,可带芯棒拔制直径很小的管子。
(4)长芯棒拔管,拔管时由于芯棒同管子一起运动,基本上了芯捧上的摩擦阻力,因而可降低拔制力和增加道次变形量;芯棒运动还可降低管子内表面粗糙度;长芯棒拔管的缺点是对芯棒要求严格,且拔后要脱棒。脱棒的方法有两种:一种是在斜轧机上将管子和芯棒一起展轧,使管子少量扩径,之后在抽棒机上将芯棒抽出;另一种是利用双模拔制来进行抽芯棒前的扩径(见图2),后一个模子是附加模,通过附加模时管壁只有很小的变形量,管子直径稍有扩大,可降低脱棒时的脱棒力;也可用两个四辊滚模进行展轧脱棒。
(5)扩径拔管,管子壁厚减小,直径增大,管长有些缩短;扩径拔管时,管子固定不动而拉杆带动芯棒从管内通过。
精密钢管定心
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。
生产精密钢管管料尺寸的选择
在冷加工管材生产中,管料的尺寸(直径和壁厚)决定着变形道次、成品管尺寸精度和表面质量。在能保证成品管质量的前提下尽可能选用接近成品尺寸的管料。管料的小壁厚应能保证管料和成品管的壁厚差(即总减壁量)能热轧管表面的螺纹道、划道等表面缺陷,改善壁厚不均,以获得尺寸公差和表面质量都符合要求的管材。在冷拔管生产中,冷拔的小总减壁量一般取0.5~1mm。对成品管质量(尺寸精度、表面质量)要求高时也可以将总减壁量取大一些。在可供应条件下,管料的直径一般比成品管的直径大5~20mm。主要是考虑减径量与减壁量的关系,即变形时有一定的减壁量必定有相应的减径量,才能保证顺利实现金属变形。
选择冷轧管料与冷拔的原则基本相同,但在确定管料和中间管尺寸时则要考虑满足冷轧机孔型系统的要求。
道次变形量的选择即确定每个加工道次的变形程度(断面压缩率、延伸系数)、减径量和减壁量。在条件允许时,应选取大的道次变形量,以减少加工道次。选择冷轧管机道次变形量时要考虑轧机主要部件强度、材料塑性、对管材的质量要求等。在实际生产中管材的尺寸精度、表面状态以及工具的寿命等常成为限制道次变形量的因素。为了保证产量和质量,成品道次的变形量应取小一些。在多辊式冷轧管机上道次变形量(特别是减径量)比二辊式冷轧管机的小。