精密鋼管二輥斜軋穿孔坯料的生產(chǎn)

在由兩個(gè)同向旋轉(zhuǎn)且輥軸交叉傾斜的軋輥、兩塊導(dǎo)板(或?qū)ПP)以及頂頭構(gòu)成的孔型中把實(shí)心管坯穿軋成空心毛管的工序(見(jiàn)管坯穿孔)。1884年由德國(guó)曼內(nèi)斯曼(R．＆M．Mannesmann)兄弟發(fā)明。他們?cè)阱懙缊A坯的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，圓坯在邊旋轉(zhuǎn)邊壓縮的過(guò)程中，中心會(huì)出現(xiàn)破裂，形成不規(guī)則的小孔——孔腔(cav1ty)，由此得到啟發(fā)，設(shè)想用二輥斜軋法來(lái)生產(chǎn)無(wú)縫管。開始采取無(wú)頂頭斜軋，獲得的管子內(nèi)孔很小且很粗糙，不能應(yīng)用，后來(lái)改為加頂頭斜軋獲得了成功。后人又對(duì)導(dǎo)向工具、軋輥形狀和數(shù)量等做了改進(jìn)，相繼出現(xiàn)了帶導(dǎo)盤的二輥斜軋穿孔、三輥斜軋穿孔、菌式穿孔機(jī)穿孔以及盤式穿孔機(jī)穿孔等。

二輥斜軋穿孔機(jī)的變形區(qū)大致可分為4個(gè)區(qū)域(見(jiàn)圖)。

1區(qū)主要作用是為穿孔做準(zhǔn)備和順利地實(shí)現(xiàn)一、二次咬入(見(jiàn)斜軋穿孔原理)。由于軋輥入口錐表面有錐度，沿穿孔方向(軸向)前進(jìn)的管坯逐漸在徑向受壓縮，被壓縮部分的金屬一部分向橫向(導(dǎo)板方向)流動(dòng)，使坯料斷面由圓形變成橢圓形，而表層金屬向軸向延伸，因此在坯料前端會(huì)形成一個(gè)喇叭口狀的凹陷，此凹陷和定心孔一起保證了穿孔時(shí)頂頭鼻部對(duì)準(zhǔn)坯料中心，以減小毛管前端的壁厚不均。

Ⅱ區(qū)為穿孔區(qū)。主要作用是穿孔，即使實(shí)心坯變成空心的毛管。該區(qū)從金屬與頂頭相遇開始到與頂頭圓錐帶始端接觸為止，主要是壓縮壁厚，被壓縮的金屬向橫向和縱向流動(dòng)，但橫向流動(dòng)受到導(dǎo)板的限制，所以縱向延伸變形是主要的。在穿孔機(jī)上穿孔毛管可有很大的延伸系數(shù)， 到5以上，這是斜軋穿孔的特點(diǎn)。

Ⅲ區(qū)為展軋區(qū)。該區(qū)頂頭母線和軋輥母線近似平行，主要作用是展軋(均整)管壁，改善管壁的尺寸精度和內(nèi)外表面質(zhì)量。

Ⅳ區(qū)為轉(zhuǎn)圓區(qū)。該區(qū)的作用是靠軋輥旋轉(zhuǎn)加工把橢圓形的軋件轉(zhuǎn)圓。該區(qū)長(zhǎng)度很短，變形屬塑性彎曲變形

精密鋼管的冷拔

拔制管材的各種常規(guī)方法如圖1所示。

(1)無(wú)芯棒拔管，用于只減小管子外徑。

(2)不動(dòng)短芯棒拔管，用于同時(shí)減小管子外徑和壁厚；這種方法由于芯棒固定，且使用固定外模，摩擦阻力大，拔制力大，道次變形量小；優(yōu)點(diǎn)是拔制方法簡(jiǎn)單，故被廣泛應(yīng)用。

(3)浮動(dòng)芯棒拔管，常用于卷筒拔管，能生產(chǎn)很長(zhǎng)的管子(100m以上)。浮動(dòng)芯棒拔制時(shí)拔制力較小，可提高道次變形量；由于不存在拉桿的限制，可帶芯棒拔制直徑很小的管子。

(4)長(zhǎng)芯棒拔管，拔管時(shí)由于芯棒同管子一起運(yùn)動(dòng)，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變形量；芯棒運(yùn)動(dòng)還可降低管子內(nèi)表面粗糙度；長(zhǎng)芯棒拔管的缺點(diǎn)是對(duì)芯棒要求嚴(yán)格，且拔后要脫棒。脫棒的方法有兩種：一種是在斜軋機(jī)上將管子和芯棒一起展軋，使管子少量擴(kuò)徑，之后在抽棒機(jī)上將芯棒抽出；另一種是利用雙模拔制來(lái)進(jìn)行抽芯棒前的擴(kuò)徑(見(jiàn)圖2)，后一個(gè)模子是附加模，通過(guò)附加模時(shí)管壁只有很小的變形量，管子直徑稍有擴(kuò)大，可降低脫棒時(shí)的脫棒力；也可用兩個(gè)四輥滾模進(jìn)行展軋脫棒。

(5)擴(kuò)徑拔管，管子壁厚減小，直徑增大，管長(zhǎng)有些縮短；擴(kuò)徑拔管時(shí)，管子固定不動(dòng)而拉桿帶動(dòng)芯棒從管內(nèi)通過(guò)。

精密鋼管的清洗及保養(yǎng)：

9、焊劑

  利用焊劑進(jìn)行焊接的工藝有手工焊，帶焊劑芯電弧焊和埋弧焊，這些焊接工藝都會(huì)在表面留下細(xì)小的焊劑顆粒，普通的清理方法無(wú)法將它們掉。這此顆粒將是縫隙腐蝕的腐蝕源，必須采用機(jī)械清理方法去除這些殘留焊劑。

  10、焊接缺陷

  焊接缺陷如：咬邊、未焊透、密集氣孔和裂紋不僅降低接頭的牢固性，而且還會(huì)成為縫隙腐蝕的腐蝕源。改善這種結(jié)果進(jìn)行清理操作時(shí)，它們還會(huì)夾帶固體顆粒。這些缺陷可通過(guò)重新焊接或修磨后重焊進(jìn)行修補(bǔ)。

  11、油和油脂

  有機(jī)物質(zhì)如：油，油脂甚至指印都會(huì)成為局部腐蝕的腐蝕源。由于這些物質(zhì)能起屏障作用，它們會(huì)影響化學(xué)和電化學(xué)清理效果，因而必須徹底清理掉。ASTM A380有一種簡(jiǎn)單的斷水(WATERBREAK)試驗(yàn)檢測(cè)有機(jī)污染物。試驗(yàn)時(shí)，從垂直表面的頂部澆下水，在向下流的過(guò)程中水會(huì)沿著有機(jī)物質(zhì)的周圍分開。熔劑和/或酸性化學(xué)清洗劑可油跡和油脂。

  12、殘余粘合劑

  撕掉膠帶和保護(hù)紙時(shí)，粘合劑總有一部分殘留在精密鋼管表面。如果粘全劑還沒(méi)硬，可以用有機(jī)熔劑去除。但是，當(dāng)曝露在光和/或空氣中時(shí)，粘全劑變硬，形成縫隙腐蝕的腐蝕源。然后需要用細(xì)磨料進(jìn)行機(jī)械清理。

  13、油漆、粉筆和標(biāo)記筆印

  這些污染物的影響與油和油脂的影響相似。建議用干凈的刷子和干凈的水或堿性清洗劑進(jìn)行洗滌，也可以使用高壓水或蒸汽沖洗。

  在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的精密鋼管。含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)。這類鋼一般不含鎳，有時(shí)還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導(dǎo)熱系數(shù)大，膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn)，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點(diǎn)，因而限制了它的應(yīng)用。爐外精煉技術(shù)（AOD或VOD）的應(yīng)用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應(yīng)用。