高精度冷拔管材在冷拔油缸和主机中的应用工艺研究

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：通过对冷拔油缸与主机用高精度冷拔钢管的组织与性能的研究，最终获得高精度冷拔钢管的最佳冷拔变形工艺与热处理工艺、焊接工艺，制造出组织与性能最优的冷拔钢管，满足冷拔油缸与主机工况要求。对冷拔油缸与主机缸筒冷拔组织与性能的影响，有下面非常关键的三项工艺要素。冷拔油缸与主机在作业过程中，承受载荷的复杂性不仅反映在载荷种类的多样性上，而且随着冷拔油缸与主机作业的工作状况的不同而表现出多变的特征。

通过对冷拔油缸与主机用高精度冷拔钢管的组织与性能的研究，最终获得高精度冷拔钢管的最佳冷拔变形工艺与热处理工艺、焊接工艺，制造出组织与性能最优的冷拔钢管，满足冷拔油缸与主机工况要求。

对冷拔油缸与主机缸筒冷拔组织与性能的影响，有下面非常关键的三项工艺要素。

6.1　油缸缸筒的组织与性能

适合冷拔油缸与主机设备工况的油缸缸筒所用高精度冷拔钢管，其组织与性能的研究，特殊之处在于冷拔油缸与主机的工况。冷拔油缸与主机械在运行过程中，要承受各种载荷（如静载、动载、交变载、冲击载、振动载等），各承载零件和结构件会产生相应的应力和变形，如果超过一定的限度，那么承载零件和结构件就会丧失其功能，从而造成危险事故。

冷拔油缸与主机在作业过程中，承受载荷的复杂性不仅反映在载荷种类的多样性上，而且随着冷拔油缸与主机作业的工作状况的不同而表现出多变的特征。所以，要针对冷拔油缸与主机的特殊工况，研究缸筒用冷拔钢管的组织与性能要求，按照这些要求的内容，开发出满足需要的产品。

6.2　冷拔与热处理工艺

按照资料介绍，冷拔最合适的变形率是30%～50%左右。如果都按照这个变形量组织生产，那么生产道次要2～4道，对提高生产效率不利。通过近一年的实践，现在选取的变形率一般在25%左右，保证2道次可以生产出成品。工艺安排的关键是每个道次的内外模具选择。实践证明，工艺安排是否合理，对产品的尺寸精度与直线度影响都很大。道次变形太小，无法保证冷拔产品的尺寸的稳定，产品直线度也较差；道次变形过大，对模具的损坏影响很大，还很容易产生坯料断裂等现象，产品尺寸也不容易控制。所以，冷拔过程中解决道次变形量与粗拔、精拔变形率的合理分配是十分必要的。

通过冷拔生产各种配模工艺、不同的精拔后珩磨余量，然后进行珩磨生产。生产结束后，对缸筒的内孔尺寸、表面粗糙度、机械性能指标、物理性能指标全面检验、比较，最后选取最优方案，并进行生产工艺的固化，保证产品质量的稳定与提高。

2008年2月，进口的刮削机逐步安装到位，按照珩磨的冷拔生产方法，同样进行了各种配模工艺不同的冷拔生产以及精拔后不同刮削余量的使用效果检验、比较，选取最优方案，并进行生产工艺的固化。

生产过程中发现，所生产的产品主要是45#钢的大口径厚壁钢管，坯料的强度不一样，有的坯料原先就很硬，冷拔生产时，很容易发生模具的损坏；而且，由于坯料的不稳定，最后成品的组织与物理性能都无法控制。为此，对热处理工艺进行了调整，热轧管坯料首先都是进行退火处理，从而保证了的生产原始状况的一致。

通过一年的实际生产，最后的选择是在冷拔前对钢管进行坯料退火，粗拔道次延伸率在1.1左右，精拔道次延伸率在1.15左右，另外，在精拔道次时需要做到内外径同时变形，这样对冷拔产品尺寸的稳定与直线度的提高都有很好的作用。

6.3　焊接工艺

冷拔油缸与主机用高精度冷拔钢管在使用过程中，需要与各种零件通过焊接方式连接，与钢管连接的零件形状很多，焊接点在冷拔油缸与主机工况情况下，受力很大也很复杂，经常发生焊接漏油与焊接处产生断裂等情况，所以，对冷拔钢管的特殊焊接工艺的研究就显得特别重要。

高精度冷拔管材在冷拔油缸和主机中的应用工艺研究

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