精密鋼管的力學性能
不論精密鋼管板還是耐熱鋼板,奧氏體型的鋼板的綜合性能 ,既有足夠的強度,又有極好的塑性同時硬度也不高,這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型精密鋼管同絕大多數(shù)的其它金屬材料相似,其抗拉強度、屈服強度和硬度,隨著溫度的降低而提高;塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~80°C范圍內(nèi)增長是較為均勻的。更重要的是:隨著溫度的降低,其沖擊韌度減少緩慢,并不存在脆性轉(zhuǎn)變溫度。所以精密鋼管在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。
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生產(chǎn)精密鋼管管料尺寸的選擇
在冷加工管材生產(chǎn)中,管料的尺寸(直徑和壁厚)決定著變形道次、成品管尺寸精度和表面質(zhì)量。在能保證成品管質(zhì)量的前提下盡可能選用接近成品尺寸的管料。管料的小壁厚應能保證管料和成品管的壁厚差(即總減壁量)能熱軋管表面的螺紋道、劃道等表面缺陷,改善壁厚不均,以獲得尺寸公差和表面質(zhì)量都符合要求的管材。在冷拔管生產(chǎn)中,冷拔的小總減壁量一般取0.5~1mm。對成品管質(zhì)量(尺寸精度、表面質(zhì)量)要求高時也可以將總減壁量取大一些。在可供應條件下,管料的直徑一般比成品管的直徑大5~20mm。主要是考慮減徑量與減壁量的關系,即變形時有一定的減壁量必定有相應的減徑量,才能保證順利實現(xiàn)金屬變形。
選擇冷軋管料與冷拔的原則基本相同,但在確定管料和中間管尺寸時則要考慮滿足冷軋機孔型系統(tǒng)的要求。
道次變形量的選擇即確定每個加工道次的變形程度(斷面壓縮率、延伸系數(shù))、減徑量和減壁量。在條件允許時,應選取大的道次變形量,以減少加工道次。選擇冷軋管機道次變形量時要考慮軋機主要部件強度、材料塑性、對管材的質(zhì)量要求等。在實際生產(chǎn)中管材的尺寸精度、表面狀態(tài)以及工具的壽命等常成為限制道次變形量的因素。為了保證產(chǎn)量和質(zhì)量,成品道次的變形量應取小一些。在多輥式冷軋管機上道次變形量(特別是減徑量)比二輥式冷軋管機的小。
精密鋼管斜軋延伸
用斜軋方式進行的毛管軋制工藝。斜軋延伸分二輥斜軋延伸和三輥斜軋延伸兩類。主要在阿塞爾(Assel)和特朗斯瓦爾(Transval)三輥軋機以及狄舍爾(Diescher)和改進型狄舍爾(Accu-Roll)二輥軋機(見圖)上進行。斜軋延伸所以獲得發(fā)展是因為它具有獨特的優(yōu)點,如軋出的管子尺寸精度很高,設備和工藝過程簡單,能靠分散變形的積累而獲得大變形量等。
在阿塞爾軋機上進行的斜軋延伸主要用于軋制高n精度的厚壁管(D/S≥11~12),生產(chǎn)薄壁管則比較困難,原因是:由于變形孔型由3個軋輥構成,密閉性差,軋制薄壁管尾端時容易出現(xiàn)尾三角。為了能在三輥延伸機上軋制薄壁管,發(fā)明了在軋制過程中可以回轉(zhuǎn)軋機牌坊的特朗斯瓦爾軋機。軋制尾端時利用回轉(zhuǎn)牌坊迅速將前進角(軋輥軸線與軋制線問夾角)減小,一方面降低軋制速度,另一方面放大軋輥脊部內(nèi)接圓直徑,使尾端壁厚增加,提高管子穩(wěn)定性,防止出現(xiàn)尾三角。也可在軋制即將結束時采取快開輥方式增加管端壁厚。采取這些措施后D/S可達30,小壁厚為2.5mm,但缺點是尾端切頭量增加。為此又發(fā)明了在線外預先減小毛管尾端壁厚后再進行毛管延伸的方法,這樣既防止了尾三角出現(xiàn),又減少了切尾端長度。
在狄舍爾軋機上的斜軋延伸時,由兩個主動旋轉(zhuǎn)的導盤作為導向工具,與長芯棒和桶形軋輥一起構成變形區(qū)。導盤圓周速度大于管子軸向運動速度,導盤給予金屬軸向拉力,有利于軋制薄壁管。改進型狄舍爾軋機使用錐形軋輥和限動芯棒,由于軋輥軸向速度與軋件速度相一致,金屬變形更為合理。此外,中國北京科技大學研制成功一種拉力芯棒斜軋延伸機,軋管時芯棒軸向運動速度大于管材軸向運動速度,通過芯棒給予管材軸向拉力和用導板密封變形區(qū)可軋制內(nèi)表面粗糙度低的薄壁管。