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無縫鋼管冷拔過程中產生表面裂紋的影響因素有哪些?

   2019-10-29 和平15
核心提示:為了減少拔后無縫鋼管表面產生裂紋,應選用合格的管坯,對管坯表面缺陷應予以修磨。管坯在酸洗時既要防止過酸洗,避免產生麻坑或氫脆,又要防止欠酸洗,避免表面氧化鐵皮清洗不干凈。
       冷拔工序中無縫鋼管產生表面裂紋的影響因素主要包括如下方面。

1、拔模錐角的大小。拔模錐角對金屬不均勻變形程度的影響表現為:在變形量相同的條件下,當拔模的錐角較小時,變形區的面積較大,使拔制力相應增大。隨著拔模錐角的增大,變形區的面積隨之減小,拔制力和金屬不均勻變形會減小,鋼管產生裂紋的傾向性會降低。但當錐形拔模的錐角增大到一定程度時,隨著錐角的進一步增大,盡管變形區的面積會繼續減小,但使鋼管發生軸向延伸變形所需的水平分力增大,并且進人拔模之前和離開拔模之后的金屬彎曲程度也會增大,造成拔制力和金屬不均勻變形增大,鋼管容易產生裂紋。因此,拔模錐角一般設計為12°~14°。

2、拔模定徑帶的寬度。其寬度小一些,有利于減少冷拔鋼管的表面裂紋,但過小的定徑帶寬度會加速拔模的磨損而影響鋼管的外徑精度。根據經驗,定徑帶寬度一般取4~6mm。

3、芯棒位置過后。固定芯棒拔管時,芯棒太靠近拔模出口,會增加鋼管產生裂紋的機會,嚴重時甚至會拔斷鋼管。


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4、變形量和退火質量。變形量和鋼管退火質量對拔后鋼管表面裂紋的影響主要在于金屬的塑性大小。當變形量越大或拔前鋼管退火不充分或不均勻時,金屬的變形抗力會增大,而塑性會降低,鋼管則容易產生表面裂紋。

5、酸洗和潤滑。鋼管的酸洗和潤滑對無縫鋼管表面質量的影響也不可忽視。酸洗質量和潤滑質量越好,鋼管表面與工具表面之間的摩擦力就越小,拔制力也就越小,金屬變形將更加均勻。并且,在拔管過程中,可以減小因鋼管表面局部摩擦力的大小差異而造成的鋼管延伸不一致和由此帶來的附加殘余應力,有利于抑制鋼管裂紋的產生。

管坯過酸洗的預防措施在前面已作過介紹。而管坯欠酸洗主要是酸洗液的濃度太低,酸洗的時間不足造成的。若采用硫酸酸洗,則有可能因為酸洗液的溫度太低或含硫酸亞鐵過高而造成欠酸洗。管坯局部欠酸洗可能是因管坯在酸洗梢中堆放過擠,或者局部存在厚度不均勻的氧化鐵皮,或有油污等帶來的。因此,應針對管坯欠酸洗的原因,采取相應的措施避免欠酸洗的發生。采用硫酸溶液酸洗時,硫酸溶液的濃度通常為8%~20%,溫度為65~75℃。采用鹽酸溶液酸洗時,鹽酸溶液的濃度為9%~12%,溫度為室溫。對于高合金鋼、不銹鋼和耐熱鋼管坯,由于其表面的氧化鐵皮較致密,一般采用混合酸(幾種酸混合在一起)進行酸洗。


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6、芯棒鍍鉻。芯棒鍍鉻可以有效減小鋼管內表面和芯棒表面之間的摩擦力。有資料介紹,采用短芯棒拔管時,使用鍍鉻的芯棒比使用不鍍鉻的芯棒,拔制力可降低30%~40%。這樣一來,會使得金屬的變形更加均勻,鋼管產生裂紋的幾率大大減小。

7、軋制中心線偏移。會使拔后鋼管發生彎曲,它是拔后鋼管存在不均勻變形和殘余應力的宏觀表現,當殘余應力超過金屬的強度極限應力時,鋼管表面就會出現裂紋,而此裂紋一般發生在鋼管彎曲外側的外表面。

從上述分析可知,為了減少拔后無縫鋼管表面產生裂紋,應選用合格的管坯,對管坯表面缺陷應予以修磨。管坯在酸洗時既要防止過酸洗,避免產生麻坑或氫脆,又要防止欠酸洗,避免表面氧化鐵皮清洗不干凈。與此同時,要保證管坯的退火質量,采用合理的拔管方式、選擇合適的變形工藝參數和工具形狀,還要加強拔制中心線的檢查和調整。

 
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