一种冷拔精密无缝钢管的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种冷拔精密无缝钢管的制造方法，该制造方法包括如下步骤：加热，将管坯在环形炉中加热；穿孔，热管坯经穿孔机穿孔；退火，将管坯退火；冷轧，将退火管坯引入轧管机冷轧，得到轧制管；去应力退火，将轧制管引入加热炉中加热得到退火管坯；酸洗处理，将退火管坯进行酸洗，去除表面的锈皮；磷化处理，在管坯的表面形成磷酸锌的化学生成覆膜；皂化处理，在覆膜上形成金属皂等润滑覆膜；冷拔，将待冷拔管坯进行冷拔加工，得到冷拔管；正火空冷处理，第一次矫直处理，感应炉淬火处理，箱式炉内回火处理，珩磨，热矫直处理，得到冷拔精密无缝钢管。本发明的方法得到屈服强度高、抗拉强度高、尺寸精密、表面光滑的冷拔精密无缝钢管。
【专利说明】一种冷拔精密无缝钢管的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢管制备【技术领域】，具体涉及一种冷拔精密无缝钢管的制造方法。
【背景技术】
[0002] 作为碳素钢、合金钢或不锈钢等机械结构用钢管的冷加工法，公知的有由拉拔机 进行的拉拔加工法和由皮尔格式轧机进行的轧制加工法。其中，由拉拔机进行的拉拔加工 法，与由皮尔格式扎机进行的轧制加工法相比，可以高效率地制造冷加工钢管，这种无缝钢 管用于油压缸、气压缸使用，目前，国内现行标准所规定的最高钢级其屈服强度、抗拉强度、 尺寸偏差等均无法满足实际油压缸、气压缸的使用要求，使得我国的油压缸、气压缸用无缝 钢管只能依赖进口，制约了我国冷拔钢管的发展。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种冷拔精密无缝钢管的制造 方法，该方法得到的冷拔精密无缝钢管，屈服强度高、抗拉强度、尺寸精密、表面光滑，其贮 油性能佳，使运转更为顺畅，无停顿情形，延长使用期限，适用于油压缸、气压缸、叉车、起重 机、堆高机、建筑机械、冲床等各式省力自动化机械工程。
[0004] 按照本发明提供的技术方案，一种冷拔精密无缝钢管的制造方法包括如下步骤：
[0005] (1)、加热：将27SiMn管坯在环形炉中加热至1300?1380°C，加热时间为4?5小 时，从而保证管述加热均匀；
[0006] (2)、穿孔：热管坯经穿孔机穿孔，穿孔后形成的毛管的温度控制在1250? 1350°C，并目控制穿孔偏心率以及控制管坯表面质量；
[0007] (3)、退火：将管坯引入连续式退火炉中进行退火，并目控制退火温度为600? 700°C，退火时间为70?90min，得到退火硬度（HV)为210?217的退火管坯；
[0008] (4)、冷轧：将退火管坯引入轧管机冷轧，乳管机的机头架的往复次数为50?60次 /!11；[11，管述的每次送进长度为6?7mm/次，得到乳制管；
[0009] (5)、去应力退火：将轧制管引入加热炉中加热并且保温，随炉冷却后出炉，得到退 火管坯，目的在于确保钢管的强度，当退火温度过高时，加工应变恢复，不能得到加工硬化 的效果，退火温度为550?650°C，可以得到加工硬化的效果，为了除去冷轧钢管的强度偏 差，冷乳钢管的炉内保持时间为10?20分钟；
[0010] (6)、酸洗处理：将退火管坯进行酸洗，去除表面的锈皮，盐酸浓度：7?19%，酸洗 时间：35?60分钟，再中和池翻滚，翻滚次数：2?3次，中和液PH值：9?10,再经清水池 翻滚，翻滚次数：2?3次；
[0011] (7)、磷化处理：在管坯的表面形成磷酸锌的化学生成覆膜，磷酸锌浓度：20? 30%，磷化液温度：68?75°C，磷化时间：10?20分钟，磷化液游离酸度：4?7,磷化液总 酸度：45?75 ;
[0012] (8)、皂化处理：在覆膜上形成金属皂等润滑覆膜，皂化温度：55?75°C，皂化时 间：8?15分钟，皂化液PH值：8?9 ;
[0013] (9)、冷拔：将待冷拔管坯进行冷拔加工，得到冷拔管，冷拔工艺，模具塞头与管内 径间距：3?5mm，拔机最大拉拔力：350?450t，阜化管拔前停放时间：72?96h ;
[0014] (10)、正火空冷处理：正火空冷的温度为850?900°C，防止钢管表面出现麻坑，进 行表面处理；
[0015] (11)、第一次矫直处理：矫直温度650?700°C，以减少残余应力；
[0016] (12)、感应炉淬火处理：感应炉淬火温度为800?900°C，淬火介质为水，降低冷拔 管的残余应力；
[0017] (13)、箱式炉内回火处理：回火空冷的温度为500?600°C，以减少残余应力；
[0018] (14)、珩磨：选用立式珩磨机，工件回转，珩磨头作往复运动的加工形式，达到圆柱 度：0. 01?0. 02mm，孔径偏差：0. 01?0. 02mm，粗糙度：RaO. 25?0. 35的高标准精度；
[0019] (15)、热矫直处理：在低温回火炉中保温45?60分钟，再进行热矫直处理，热矫直 温度550?600°C，得屈服强度（MPa):大于750,抗拉强度（MPa):大于800,外径公差：小于 +1. 0%，壁厚公差：小于10%，外径不圆度：小于0. 4%，壁厚不均度：小于10%，直线度：小 于0. 5mm/m的冷拔精密无缝钢管。
[0020] 本发明的有益效果如下：利用本发明方法制作出的冷拔精密无缝钢管，综合性能 好，低温冲击韧性好，具有较高的旋转变形抗力及耐磨性，其屈服强度超过750MPa，抗拉强 度超过800MPa，通过采用冷拔、热处理及矫直工艺，使所述的冷拔精密无缝钢管管体的机 械性能、旋转变形抗力、低温冲击功及耐磨性能达标，通过控制管体的几何尺寸、残余应力、 形状偏差以及化学成份，能够保证管体的机械性能、高的耐磨性、耐低温和高的旋转变形抗 力，尺寸精密、表面光滑，其贮油性能佳，使运转更为顺畅，无停顿情形，延长使用期限，适用 于油压缸、气压缸、叉车、起重机、堆高机、建筑机械、冲床等各式省力自动化机械工程。
【具体实施方式】：
[0021] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 实施例一：
[0023] 以制备直径为114. 3mm并且孔壁壁厚为7. 3mm的27SiMn钢管为例，包括以下步 骤：
[0024] (1)、加热：将27SiMn管坯在环形炉中加热至1300°C，加热时间为4小时，从而保 证管坯加热均匀；
[0025] (2)、穿孔：热管坯经穿孔机穿孔，穿孔后形成的毛管的温度控制在1250°C，并目 控制穿孔偏心率为4%，对管坯进行目测检验，藉以去除管坯表面的毛刺、翘皮，如果管坯表 面出现或存在明显的即肉眼显见的凹坑、乳伤和裂纹，则应剔除，避免流入下一工序，以控 制管述表面质量；
[0026] (3)、退火：将管坯引入连续式退火炉中进行退火，并目控制退火温度为600°C，退 火时间为70min，得到退火硬度（HV)为210的退火管坯；
[0027] (4)、冷轧：将退火管坯引入轧管机冷轧，乳管机的机头架的往复次数为50次/ min,管述的每次送进长度为6mm/次,得到乳制管；
[0028] (5)、去应力退火：将轧制管引入加热炉中加热并且保温，随炉冷却后出炉，得到退 火管坯，目的在于确保钢管的强度，当退火温度过高时，加工应变恢复，不能得到加工硬化 的效果，退火温度为550°C，可以得到加工硬化的效果，为了除去冷轧钢管的强度偏差，冷轧 钢管的炉内保持时间为10分钟；
[0029] (6)、酸洗处理：将退火管坯进行酸洗，去除表面的锈皮，盐酸浓度：7 %，酸洗时 间：35分钟，再中和池翻滚，翻滚次数：2次，中和液PH值：9,再经清水池翻滚，翻滚次数：2 次；
[0030] (7)、磷化处理：在管坯的表面形成磷酸锌的化学生成覆膜，磷酸锌浓度：20%，磷 化液温度：68°C，磷化时间：10分钟，磷化液游离酸度：4,磷化液总酸度：45 ;
[0031] (8)、皂化处理：在覆膜上形成金属皂等润滑覆膜，皂化温度：55°C，皂化时间：8分 钟，皂化液PH值：8 ;
[0032] (9)、冷拔：将待冷拔管坯进行冷拔加工，得到冷拔管，冷拔工艺，模具塞头与管内 径间距：3mm，拔机最大拉拔力：350t，阜化管拔前停放时间：72h ;
[0033] (10)、正火空冷处理：正火空冷的温度为850°C，防止钢管表面出现麻坑，进行表 面处理；
[0034] (11)、第一次矫直处理：矫直温度650°C，以减少残余应力；
[0035] (12)、感应炉淬火处理：感应炉淬火温度为800°C，淬火介质为水，降低冷拔管的 残余应力；
[0036] (13)、箱式炉内回火处理：回火空冷的温度为500°C，以减少残余应力；
[0037] (14)、珩磨：选用立式珩磨机，工件回转，珩磨头作往复运动的加工形式，达到圆柱 度：0. 01mm，孔径偏差：0. 01mm，粗糙度：RaO. 25的高标准精度；
[0038] (15)、热矫直处理：在低温回火炉中保温45?60分钟，再进行热矫直处理，热矫 直温度550°C，得屈服强度（MPa) :805,抗拉强度（MPa) :840,外径公差：+0. 5%，壁厚公差： 8%，外径不圆度：0. 3%，壁厚不均度：6%，直线度：0. 30mm/m的冷拔精密无缝钢管。
[0039] 本实施例得到的产品经检测，所检项目符合GB/T3639-2009标准，产品合格，满足 了用户对屈服强度、抗拉强度、尺寸偏差的要求。
[0040] 一种冷拔精密无缝钢管与常规钢管的技术性能比较
【权利要求】
1. 一种冷拔精密无缝钢管的制造方法包括如下步骤： (1) 、加热：将27SiMn管坯在环形炉中加热至1300?1380°C，加热时间为4?5小时， 从而保证管述加热均匀； (2) 、穿孔：热管坯经穿孔机穿孔，穿孔后形成的毛管的温度控制在1250?1350°C，并 目控制穿孔偏心率以及控制管坯表面质量； (3) 、退火：将管坯引入连续式退火炉中进行退火，并目控制退火温度为600?700°C， 退火时间为70?90min，得到退火硬度（HV)为210?217的退火管坯； (4) 、冷轧：将退火管坯引入轧管机冷轧，乳管机的机头架的往复次数为50?60次/ min,管述的每次送进长度为6?7mm/次，得到乳制管； (5) 、去应力退火：将轧制管引入加热炉中加热并且保温，随炉冷却后出炉，得到退火管 坯，目的在于确保钢管的强度，当退火温度过高时，加工应变恢复，不能得到加工硬化的效 果，退火温度为550?650°C，可以得到加工硬化的效果，为了除去冷轧钢管的强度偏差，冷 乳钢管的炉内保持时间为10?20分钟； (6) 、酸洗处理：将退火管坯进行酸洗，去除表面的锈皮，盐酸浓度：7?19%，酸洗时 间：35?60分钟，再中和池翻滚，翻滚次数：2?3次，中和液PH值：9?10,再经清水池翻 滚，翻滚次数：2?3次； (7) 、磷化处理：在管坯的表面形成磷酸锌的化学生成覆膜，磷酸锌浓度：20?30%， 磷化液温度：68?75°C，磷化时间：10?20分钟，磷化液游离酸度：4?7,磷化液总酸度：45 ?75 ; (8) 、皂化处理：在覆膜上形成金属皂等润滑覆膜，皂化温度：55?75°C，皂化时间： 8?15分钟，皂化液PH值：8?9 ; (9) 、冷拔：将待冷拔管坯进行冷拔加工，得到冷拔管，冷拔工艺，模具塞头与管内径间 距：3?5mm，拔机最大拉拔力：350?450t，阜化管拔前停放时间：72?96h ; (10) 、正火空冷处理：正火空冷的温度为850?900°C，防止钢管表面出现麻坑，进行表 面处理； (11) 、第一次矫直处理：矫直温度650?700°C，以减少残余应力； (12) 、感应炉淬火处理：感应炉淬火温度为800?900°C，淬火介质为水，降低冷拔管的 残余应力； (13) 、箱式炉内回火处理：回火空冷的温度为500?600°C，以减少残余应力； (14) 、珩磨：选用立式珩磨机，工件回转，珩磨头作往复运动的加工形式，达到圆柱度： 0. 01?0. 02mm，孔径偏差：0. 01?0. 02mm，粗糙度：RaO. 25?0. 35的高标准精度； (15) 、热矫直处理：在低温回火炉中保温45?60分钟，再进行热矫直处理，热矫直温 度550?600°C，得屈服强度（MPa):大于750,抗拉强度（MPa):大于800,外径公差：小于 +1. 0%，壁厚公差：小于10%，外径不圆度：小于0. 4%，壁厚不均度：小于10%，直线度：小 于0. 5mm/m的冷拔精密无缝钢管。
【文档编号】B21C37/06GK104338777SQ201310339330
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】许卫东 申请人:无锡大金高精度冷拔钢管有限公司