CN110314951B - 一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法，属于冷拔管技术领域。包括如下步骤：坯料选择、表面处理、第一道冷拔、第二道冷拔、校直、成品热处理、校直、下料测量；所述第一道冷拔：将内模、外模安装在冷拔设备上，内模后端的内模定径带伸出外模后端的外模定径带外5~30mm；对坯料进行第一次冷拔；所述第二道冷拔：调整内模，使内模定径带与外模定径带后端相对齐；对坯料进行第二次冷拔。本发明虽需要冷拔两次，但无需更换模具，无传统两道次冷拔工艺上的模具换型时间；本方案中的第二次拉拔属于微变形，在微塑性变形的作用下产生尺寸效应，起到调整改善冷拔管直线度、圆度和光洁度的作用，为后续校直工序提供方便。
Description
技术领域
本发明涉及冷拔管技术领域，具体是一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法。
背景技术
行业内的冷拔管一般采用多道次冷拔、一道次或两道次连续冷拔成型；
对于多道次冷拔的钢管，如果中间不经过多次热处理，有产生细微裂纹甚至断裂的风险，且多道次冷拔需要更换多组模具，工艺繁琐，生产效率低；
虽然现在大型液压冷拔设备的开发已经十分成熟，可以提供足够大的拔制力，便于生产。但大口径厚壁冷拔管壁厚偏差较大，一道次冷拔难以保证冷拔管的直线度和尺寸精度。且对于高强厚壁管而言，传统拉拔模具存在强度不够，约束力不足的风险，如果按照传统增加冷拔道次，又需要更换冷拔模具，冷拔成本高，生产效率低；
因此，在保证高强厚壁冷拔管质量的前提下，减少冷拔道次及模具换型时间，降低冷拔成本，提高产量，是冷拔行业急需解决的一个发展难题。
中国专利公开了一种具有两次变径和两次定形功能的钢管冷拔模具（CN102632093 A），其内模的外圆面上依次制作第一锥面变径带、第一圆柱定形带、第二锥面变径带和第二圆柱定形带，一个道次冷拔中，内模有两次扩孔变径和两次圆柱定形，完成原来两个道次的工作量，生产效率提高一倍以上。
上述技术在实际使用过程中发现，虽然其一次冷拔产生两次材料塑性变形，实现钢管的连续冷拔，但此技术存在以下不足：：
（1），冷拔前需要对热轧管坯料进行800℃左右的退火处理，退火处理造成冷拔成本提高；
（2），冷拔前需要将待拉热轧管坯料的一端进行车削加工，使之可以穿过内、外模之间的间隙，车加工段与冷拔机动力连接。增加车头工序，造成生产工序繁琐，生产周期长，成本提高。
发明内容
为克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法。
本发明通过以下技术方案实现：一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法，包括如下步骤：
坯料选择、表面处理、第一道冷拔、第二道冷拔、校直、成品热处理、校直、下料测量；
所述第一道冷拔：
将内模、外模安装在冷拔设备上，内模后端的内模定径带伸出外模后端的外模定径带外5~30mm；对坯料进行第一次冷拔；
所述第二道冷拔：
调整内模，使内模定径带与外模定径带后端相对齐；对坯料进行第二次冷拔。
其进一步是：所述内模外周面的内模定径带前侧设有内模锥形变径带；所述外模内周面的外模定径带前侧设有外模锥形变径带。
所述内模定径带与外模定径带等长。
所述第一道冷拔、第二道冷拔时，将内模、外模、坯料安装在冷拔设备上之后，通过挤头装置，将坯料端部挤压出内模、外模。
所述坯料选择XG900，Φ416×24，冷拔至Φ416×Φ378；
所述第一道冷拔：
将内模、外模安装在冷拔设备上，内模后端的内模定径带伸出外模后端的外模定径带外30mm；对坯料进行第一次冷拔，拔制力550T至650T；
所述第二道冷拔：
将内模重新安装在冷拔设备上，内模定径带与外模定径带后端相对齐；对坯料进行第二次冷拔，拔制力150T至250T。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1，本方案虽需要冷拔两次，但无需更换模具，无传统两道次冷拔工艺上的模具换型时间；本方案中的第二次拉拔属于微变形，在微塑性变形的作用下产生尺寸效应，起到调整改善冷拔管直线度、圆度和光洁度的作用，为后续校直工序提供方便；
2，由于第二道次冷拔仅发生微变形，稳定头道次冷拔尺寸，使头道冷拔产生的残余应力分布均匀，两个道次冷拔之间也不需要增加退火，降低生产成本，且冷拔管直线度更好，有利于保证成品管精度；
3，采用自动挤头拉拔装置，省去了车头步骤，生产方便快捷；
4，解决了模具强度不够，对于强度高的厚壁管无法起到与薄壁管一样的约束作用的问题。本方案中第一次拔制力600T左右，而第二次微变形下的拔制力仅需200T左右，拔制容易；不仅提高了冷拔过程的安全性，避免拔制力过大将管子拔断，也改善了冷拔管的质量。
附图说明
图1是第一道冷拔示意图；
图2是第二道冷拔示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法，用于降低大口径厚壁管一道次拉拔断裂的风险，解决大口径钢管壁厚偏差较大时，一道次拉拔难以保证成品管的直线度和尺寸精度的问题。包括如下步骤：
坯料选择、表面处理、第一道冷拔、第二道冷拔、校直、成品热处理、校直、下料测量；
坯料选择XG900，Φ416×24，冷拔至Φ416×Φ378，冷拔后屈服强度高达900MPa。
结合图1所示，本实施例的主要改进点是：
内模1外周面的内模定径带1-1前侧设有内模锥形变径带1-2；外模2内周面的外模定径带2-1前侧设有外模锥形变径带2-2。其中，内模定径带1-1与外模定径带2-1等长。
第一道冷拔具体包括：
将内模1、外模2安装在冷拔设备上，内模1后端的内模定径带1-1伸出外模2后端的外模定径带2-1外5~30mm，本实施例中选择内模定径带1-1外露30mm。内模定径带1-1、外模定径带2-1对齐部分变短，并且坯料先受到外模定径带2-1的挤压，然后受到内模定径带1-1的挤压，实现平稳减壁，提高钢管的强度；
安装坯料，通过挤头装置，将坯料端部挤压出内模1、外模2，在液压油缸拔制力的作用下，沿着拔制方向，通过内模、外模的约束作用完成塑性变形，拔制力550T至650T。第一次拉拔时，由于坯料强度高，且属于厚壁管，在减壁过程中拔制力较大，脱管时管尾直线度较差。
第二道冷拔具体包括：
拆下坯料，调整内模1，使内模定径带1-1与外模定径带2-1后端相对齐；
安装坯料，通过挤头装置，将坯料端部挤压出内模1、外模2，对坯料进行第二次冷拔，拔制力150T至250T。第二次冷拔是在同组内外模的约束下进行的，内模定径带1-1与外模定径带2-1相对齐；拉拔时，坯料发生微塑性变形，在微塑性变形的作用下产生尺寸效应，改善冷拔管直线度、尺寸精度和光洁度。
第二次冷拔时的拔制力仅需200T左右，能够实现平稳脱管，能有效改善第一次冷拔时，冷拔管尾的直线度，提高冷拔管的圆度和光洁度，从而达到规定的尺寸要求。采用本实施例的冷拔工艺，可降低传统模具对高强厚壁管约束力不足，尺寸精度不够的风险。
本实施例可以看出：
1，本方案虽需要冷拔两次，但无需更换模具，无传统两道次冷拔工艺上的模具换型时间；本方案中的第二次拉拔属于微变形，在微塑性变形的作用下产生尺寸效应，起到调整改善冷拔管直线度、圆度和光洁度的作用，为后续校直工序提供方便；使大口径高强厚壁管获得良好的冷拔质量，解决厚壁钢管一道次冷拔管尾极弯，难以校直的技术难题;
2，无需对热轧管坯料进行退火，两个道次冷拔之间也不需要增加退火，降低生产成本，且冷拔管直线度更好，有利于保证成品管精度；
3，第一次冷拔时，内模定径带1-1与外模定径带2-1相对齐的长度较短，第二次冷拔时，坯料属于微变形，所以可以省去车头步骤，直接采用自动挤头拉拔装置即可，生产方便快捷；
4，采用同一内、外模，调整位置后进行两次拉拔，解决了模具强度不够，对于强度高的厚壁管无法起到与薄壁管一样的约束作用的问题。本方案中第一次拔制力600T左右，而第二次微变形下的拔制力仅需200T左右，拔制容易；不仅提高了冷拔过程的安全性，避免拔制力过大将管子拔断，也改善了冷拔管的质量。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法，包括如下步骤：
坯料选择、表面处理、第一道冷拔、第二道冷拔、校直、成品热处理、校直、下料测量；
所述第一道冷拔：
将内模（1）、外模（2）安装在冷拔设备上，内模（1）后端的内模定径带（1-1）伸出外模（2）后端的外模定径带（2-1）外5~30mm；对坯料进行第一次冷拔；
所述第二道冷拔：
调整内模（1），使内模定径带（1-1）与外模定径带（2-1）后端相对齐；对坯料进行第二次冷拔。
2.根据权利要求1所述的一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法，其特征在于：所述内模（1）外周面的内模定径带（1-1）前侧设有内模锥形变径带（1-2）；所述外模（2）内周面的外模定径带（2-1）前侧设有外模锥形变径带（2-2）。
3.根据权利要求1所述的一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法，其特征在于：所述内模定径带（1-1）与外模定径带（2-1）等长。
4.根据权利要求1所述的一种大口径高强厚壁冷拔管制作方法，其特征在于：所述第一道冷拔、第二道冷拔时，将内模（1）、外模（2）、坯料安装在冷拔设备上之后，通过挤头装置，将坯料端部挤压出内模（1）、外模（2）。
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