高精度冷拔鋼管開(kāi)裂原因分析

高精度冷拔鋼管開(kāi)裂原因分析

【摘要】高精度冷拔鋼管是以熱軋無(wú)縫管或直縫焊管為坯料，經(jīng)預(yù)處理后在高精度冷拔機(jī)2=iI過(guò)模具擠壓使之墊陛變形的精密管材。這種管材不但尺寸精度高（達(dá)到H8-H11），表面粗糙度.好（0.2-3.2mm），而且機(jī)械強(qiáng)度高（較原材質(zhì)熱軋管提高20-35%）可直接、經(jīng)珩磨或刮削工藝制成油缸或氣缸缸體。同時(shí)還解決了用傳統(tǒng)方法無(wú)法加工細(xì)長(zhǎng)薄壁缸體的難題。這種工藝早在70年代就在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家推廣，德國(guó)的洪培公司在70年代已研制了冷拔機(jī)組，可拔制內(nèi)徑達(dá)到500mm的精密缸體，并批量生產(chǎn)推向市場(chǎng)。

我國(guó)生產(chǎn)精密冷拔管起步較晚，雖在70年代就已生產(chǎn)內(nèi)徑但缸徑太小，應(yīng)用面較窄，難以推廣。直到80年代，但因拔制力太小，可拔制的長(zhǎng)度太短，遠(yuǎn)不能適應(yīng)市場(chǎng)的需求。自90年代起，高精度冷拔鋼管，已被煤礦井下支護(hù)、采油、治金、工程機(jī)械、汽車(chē)等行業(yè)普遍采用，并在不斷擴(kuò)展，需求量越來(lái)越大。但高精密冷拔管在生產(chǎn)過(guò)程中，工藝處理不當(dāng)，會(huì)造成冷拔管開(kāi)裂報(bào)廢，給生產(chǎn)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。本公司在吸收國(guó)內(nèi)外冷拔技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際操作中遇到的問(wèn)題，對(duì)冷拔管開(kāi)裂的原因，提出生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生開(kāi)裂原因的幾點(diǎn)看法并進(jìn)行探討。

1 原材料因素

由于鋼管化學(xué)成份的波動(dòng)，熱軋管料尺寸的偏差，使得用相同退火、酸洗、潤(rùn)滑工藝參數(shù)，相同的拔制方法，相同模具形式，拔制同規(guī)格的、同鋼種的鋼管，拔制力相差很大，即使拔制同一只鋼管，瞬時(shí)拔制力也是波動(dòng)的，其波動(dòng)值有時(shí)大的驚人，即使拔制半成品或成品管，拔制力也是波動(dòng)的，波動(dòng)幅度也較大。因此拔制應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)的原材料，盡可能采用表面質(zhì)量較好，尺寸偏差較小的管坯拔制，同時(shí)對(duì)管坯的機(jī)械性能有所掌握。在如鋼管本身塑性差，組織粗大，縱裂出現(xiàn)的機(jī)率就會(huì)增加。

2 變形的不均勻性

鋼管在拔制中金屬的變形是不均勻的，由于變形不均勻，在拔制時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，拔制后鋼管內(nèi)部則存在較大的殘余應(yīng)力，因此，容易產(chǎn)生表面裂紋等缺陷，所以對(duì)冷拔變形是不利的。

2.1的不均勻性

外摩擦和工具形狀是導(dǎo)致空拔時(shí)金屬流動(dòng)和不均勻的重要因素，這可用坐標(biāo)網(wǎng)格法研究圓棒拉伸時(shí)金屬流動(dòng)來(lái)說(shuō)明。

把金屬圓棒試樣沿軸線(xiàn)縱向剖開(kāi)，在剖面上刻上直角坐標(biāo)網(wǎng)作，再把試樣合在一起進(jìn)行拉拔。拉拔時(shí)，沿變形區(qū)剖面上原來(lái)的坐標(biāo)網(wǎng)格的形狀和尺寸發(fā)生了如圖1所示的變化，即：

2.1.1坐標(biāo)網(wǎng)的各縱坐標(biāo)線(xiàn)在拉伸前是直線(xiàn)，在拉伸過(guò)程中變成曲線(xiàn)，并且彎向拉伸方向，這線(xiàn)的曲率是在通過(guò)變形區(qū)時(shí)逐漸增大的；

2.1.2坐標(biāo)網(wǎng)的橫坐標(biāo)線(xiàn)拉伸后仍然是直線(xiàn)，但在變形過(guò)程中產(chǎn)生兩次彎折，第一次彎折發(fā)生在變形區(qū)的入口，第二次彎折發(fā)生在變形區(qū)的出口，彎折程度愈靠外層愈大

2.1.3靠近中心各層正方形的坐標(biāo)網(wǎng)格變成了矩形，其內(nèi)切圓變成正橢圓，在軸向被拉伸，在徑向被壓縮。而在靠近模子的外層，正方形的坐標(biāo)網(wǎng)格變成了平行四邊形，其內(nèi)切圓變成了斜橢圓。

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