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超薄壁精密钢管生产
超薄壁管是指直径与壁厚之比在100以上的管材。超薄壁管主要用作弹性元件波纹管的坯料或换热管坯料等。它的生产方法有冷轧、冷拔和旋压等方法。轧制法一般生产率较高,尺寸精度高,表面质量好,广为采用。
1954年苏联研制的多辊式冷轧管机适于轧制超薄壁管,在这种轧机上,可以轧制小壁厚0.03mm的管材。
在多辊冷轧管机上轧制超薄壁管的关键有3点:
(1)减径量不能过大,LD-30一般小于1mm,LD-15小于0.5mm;
(2)轧辊开口角不能过大,否则会出现轧出的管子呈竹节状;如果开口角过小,会出现棱面,影响管子精度;
(3)轧制成品道次管材不能过硬,即在成品前道次应该退火。
用冷拔管法生产超薄壁管时,一般均采用超声波振动(见超声波振动拔管),无超声波振动拔管生产的管子直径与壁厚之比不超过50,而带超声波振动时可达500。
精密钢管生产方式:
(2)半连续和连续拔管。各种直线式拔管机都是间歇工作的,拔完一根管后需等待小车返回才能拔下一根管。因此研究出半连续和连续式拔管。半连续冷拔管有两种形式。一种是采用双移动拔管小车(图4),拔管小车固定在运动链上,并沿具有一定形状的导轨运行。上层的拔管小车把前一根管子拔出后,下层的拔管小车到达中心架前并夹住后一根管进行拔制。另一种是拔制时移动双拔管模的半连续拔管机
连续式拔管机有履带式的(图6)和双小车往复运动式的。履带式拔管机由前端装有拔管模的几个机架组成。机架上下两侧都装有环链,环链轴上装着履带节,用来压紧管子强迫送入拔管模。这种连续式拔管机可进行无芯棒和长芯棒拔制,与普通拔管机相比可提高产量3倍;存在的问题是在无芯棒拔制时易产生纵向壁厚不均,使用固定模阻力大、能耗高、产品表面质量较差以及脱棒困难。此外还有双小车往复运动的连续拔管,用于无芯棒拔制,见连焊连拔精密管。
精密钢管二辊斜轧穿孔坯料的生产
在由两个同向旋转且辊轴交叉倾斜的轧辊、两块导板(或导盘)以及顶头构成的孔型中把实心管坯穿轧成空心毛管的工序(见管坯穿孔)。1884年由德国曼内斯曼(R.&M.Mannesmann)兄弟发明。他们在锻道圆坯的实践中发现,圆坯在边旋转边压缩的过程中,中心会出现破裂,形成不规则的小孔——孔腔(cav1ty),由此得到启发,设想用二辊斜轧法来生产无缝管。开始采取无顶头斜轧,获得的管子内孔很小且很粗糙,不能应用,后来改为加顶头斜轧获得了成功。后人又对导向工具、轧辊形状和数量等做了改进,相继出现了带导盘的二辊斜轧穿孔、三辊斜轧穿孔、菌式穿孔机穿孔以及盘式穿孔机穿孔等。
二辊斜轧穿孔机的变形区大致可分为4个区域(见图)。
1区主要作用是为穿孔做准备和顺利地实现一、二次咬入(见斜轧穿孔原理)。由于轧辊入口锥表面有锥度,沿穿孔方向(轴向)前进的管坯逐渐在径向受压缩,被压缩部分的金属一部分向横向(导板方向)流动,使坯料断面由圆形变成椭圆形,而表层金属向轴向延伸,因此在坯料前端会形成一个喇叭口状的凹陷,此凹陷和定心孔一起保证了穿孔时顶头鼻部对准坯料中心,以减小毛管前端的壁厚不均。
Ⅱ区为穿孔区。主要作用是穿孔,即使实心坯变成空心的毛管。该区从金属与顶头相遇开始到与顶头圆锥带始端接触为止,主要是压缩壁厚,被压缩的金属向横向和纵向流动,但横向流动受到导板的限制,所以纵向延伸变形是主要的。在穿孔机上穿孔毛管可有很大的延伸系数, 到5以上,这是斜轧穿孔的特点。
Ⅲ区为展轧区。该区顶头母线和轧辊母线近似平行,主要作用是展轧(均整)管壁,改善管壁的尺寸精度和内外表面质量。
Ⅳ区为转圆区。该区的作用是靠轧辊旋转加工把椭圆形的轧件转圆。该区长度很短,变形属塑性弯曲变形