冷拔加工工艺及其流程

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：另一方面，钢管表面氧化铁皮的存在，降低了润滑剂与钢管基体的结合能力，润滑效果变差，严重时，钢管冷拔也无法进行。

2.1　冷拔生产方法

2.1.1　冷拔生产工艺

试制产品坯料材质为45#钢，规格为Φ245mm×16mm，成品规格为Φ236mm×13mm，通过编制冷拔生产工艺、实际冷拔生产，制造出不同内孔余量的冷拔产品，然后使用进口的5m与10m 刮削机进行刮削生产。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，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；

21.2　热处理工艺

对坯料采取各种不同温度的退火，处理结束后取样进行金相组织检验，然后进行冷拔生产，得到冷拔成品后对其机械性能指标进行全面检验，比较，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。

2.1.3　冷拔生产步骤

选取坯料→制定生产工艺→制定退火工艺→冷拔试生产→进行性能冷拔生产→进行试刮削→产品最终检验→确定最优工艺→固化冷拔工艺与热处理工艺

以上工艺路线中，关键技术就是制定冷拔生产工艺与退火工艺。冷拔工艺中，包括模具设计、道次变形率设计，以及酸洗、润滑处理方式设计等内容；退火工艺中主要包括退火温度、加热制度、保温时间、冷却方式等内容。

2.1.4　坯料热处理

冷拔生产生产中使用的退火炉是徐州某热处理设备有限公司生产的全纤维节能型双台车电阻炉。该设备采用双台车，可以做到由一个台车进行热处理，由另一个台车进行装料操作，最大限度提高生产效率。该设备额定功率650kW，放料台车长度13m，最大加热温度950℃，采用四区加热，可以保证炉内温度的均匀性，如图3-18所示。

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图3-18　双台车电阻炉

2.2　钢管的酸洗与润滑

热轧或热处理后，钢管表面产生一层氧化铁皮，掩盖钢管表面缺陷，给钢管质量带来隐患。另一方面，钢管表面氧化铁皮的存在，降低了润滑剂与钢管基体的结合能力，润滑效果变差，严重时，钢管冷拔也无法进行。钢管酸洗前及酸洗润滑后的表面状况分别如图3-19、图3-20所示。

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图3-19　钢管酸洗前的表面状况

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图3-20　钢管酸洗润滑后的表面状况

2.2.1　清洗

（1）逐根用高压水枪去除铁屑，有油污的钢管还必须进行碱洗，钢管吊入碱洗槽，浸泡10分钟即可，清洗干净后，再进行酸洗除锈。

（2）酸洗前，钢管坯料需要放入清水槽内浸透。

2.2.2　酸洗

（1）坯料的除锈在合格的除锈液中进行。除锈液不需要加热。除锈时间视坯料的原始状况决定，服从于除锈效果，以内外表面的锈斑除尽为止。

（2）要求坯料高度低于酸液液面30mm左右。

（3）为了保证酸洗质量，在酸洗过程中，必须每半小时进行一次管料的起落。

（4）预定的酸洗时间一到（一般在2h左右），便可以吊起坯料，进行逐根检查，内表面有不光洁的斑块时，需进行二次冲洗，然后重新入槽，浸泡一会后再仔细检查，如发现仍有未除尽的锈斑，应返回酸槽继续进行除锈操作。

（5）酸洗好的管料淋尽酸液后，用高压水枪冲净，吊入清水槽内清洗。（6）清洗过程中，要求起落1～2次。

（7）浸水清洗过程中，管料不得露出水面，浸水5min后，吊起管料，待水流尽后转入磷化槽进行润滑处理。

2.2.3　润滑

在冷拔过程中，消耗于克服摩擦阻力所作的功达到总拔制力的40%～60%。摩擦功全部转化为热能，使模具温度升高，这样，不仅加速了模具的磨损和消耗，而且恶化了钢管表面质量；另一方面，为了将拔制应力控制在钢管的屈服点之下，不得不降低道次变形量和冷拔速度，降低了冷拔的生产率。所以，采取适当的润滑措施，尽可能降低摩擦力，在冷拔工艺中具有极其重要的地位。冷拔前，在钢管表面均匀覆盖一层润滑层，使模具与钢管内外表面不是直接接触，而是通过一层润滑层间接接触，从而减小了摩擦阻力，改善了钢管内外表面质量。由于摩擦力很大，要求润滑层必须有较高的强度。钢管润滑处理后表面情况参见图3-20。

钢管润滑处理时操作要领如下。

（1）吊料入槽时，必须做到轻吊轻放，尽可能减少槽底沉淀物的泛起，以免污染管料表面。

（2）为了保证磷化处理质量，必须及时清除槽底沉淀物。

（3）磷化好的管料表面，应为一层具有光泽的结晶体，其厚度为5～10μm，如果肉眼发现管头发亮，还是金属本体颜色，表示磷化不好，可适当延长磷化时间。

（4）磷化好的管料，必须经高压水枪冲洗干净方可转到皂化槽内。

（5）磷化后，经高压水枪冲洗干净的管料，必须待淋干水泽后，方可吊入皂化槽内。皂化前，管料必须经过清水槽清洗。

（6）皂化温度的规定。夏季：45～50℃；冬季：50～55℃。皂化时间：10～15min。

（7）管料入槽时，要求一端先入，吊起的管料与液面成10～150（°）夹角，以便入槽后，皂液均匀灌满管内孔；出槽时，，皂液流尽。

（8）出槽时，要求管料在槽的上方停留一会，待皂液流尽后，再吊至指定位置存放。

（9）存放处的管料，须保证一端比另一端高出10～15mm，以利于多余的皂液继续流出，直至流尽为止。

（10）为了保证皂化的质量，必须保持皂液的纯净，杜绝污染皂液。