高精度冷拔鋼管開裂原因分析

高精度冷拔鋼管開裂原因分析

【摘要】高精度冷拔鋼管是以熱軋無縫管或直縫焊管為坯料，經(jīng)預處理后在高精度冷拔機2=iI過模具擠壓使之墊陛變形的精密管材。這種管材不但尺寸精度高（達到H8-H11），表面粗糙度.好（0.2-3.2mm），而且機械強度高（較原材質熱軋管提高20-35%）可直接、經(jīng)珩磨或刮削工藝制成油缸或氣缸缸體。同時還解決了用傳統(tǒng)方法無法加工細長薄壁缸體的難題。這種工藝早在70年代就在工業(yè)發(fā)達國家推廣，德國的洪培公司在70年代已研制了冷拔機組，可拔制內徑達到500mm的精密缸體，并批量生產推向市場。

我國生產精密冷拔管起步較晚，雖在70年代就已生產內徑但缸徑太小，應用面較窄，難以推廣。直到80年代，但因拔制力太小，可拔制的長度太短，遠不能適應市場的需求。自90年代起，高精度冷拔鋼管，已被煤礦井下支護、采油、治金、工程機械、汽車等行業(yè)普遍采用，并在不斷擴展，需求量越來越大。但高精密冷拔管在生產過程中，工藝處理不當，會造成冷拔管開裂報廢，給生產造成較大的經(jīng)濟損失。本公司在吸收國內外冷拔技術的基礎上，結合實際操作中遇到的問題，對冷拔管開裂的原因，提出生產制造過程中產生開裂原因的幾點看法并進行探討。

1 原材料因素

由于鋼管化學成份的波動，熱軋管料尺寸的偏差，使得用相同退火、酸洗、潤滑工藝參數(shù)，相同的拔制方法，相同模具形式，拔制同規(guī)格的、同鋼種的鋼管，拔制力相差很大，即使拔制同一只鋼管，瞬時拔制力也是波動的，其波動值有時大的驚人，即使拔制半成品或成品管，拔制力也是波動的，波動幅度也較大。因此拔制應采用優(yōu)質的原材料，盡可能采用表面質量較好，尺寸偏差較小的管坯拔制，同時對管坯的機械性能有所掌握。在如鋼管本身塑性差，組織粗大，縱裂出現(xiàn)的機率就會增加。

2 變形的不均勻性

鋼管在拔制中金屬的變形是不均勻的，由于變形不均勻，在拔制時會產生較大的附加應力，拔制后鋼管內部則存在較大的殘余應力，因此，容易產生表面裂紋等缺陷，所以對冷拔變形是不利的。

2.1的不均勻性

外摩擦和工具形狀是導致空拔時金屬流動和不均勻的重要因素，這可用坐標網(wǎng)格法研究圓棒拉伸時金屬流動來說明。

把金屬圓棒試樣沿軸線縱向剖開，在剖面上刻上直角坐標網(wǎng)作，再把試樣合在一起進行拉拔。拉拔時，沿變形區(qū)剖面上原來的坐標網(wǎng)格的形狀和尺寸發(fā)生了如圖1所示的變化，即：

2.1.1坐標網(wǎng)的各縱坐標線在拉伸前是直線，在拉伸過程中變成曲線，并且彎向拉伸方向，這線的曲率是在通過變形區(qū)時逐漸增大的；

2.1.2坐標網(wǎng)的橫坐標線拉伸后仍然是直線，但在變形過程中產生兩次彎折，第一次彎折發(fā)生在變形區(qū)的入口，第二次彎折發(fā)生在變形區(qū)的出口，彎折程度愈靠外層愈大

2.1.3靠近中心各層正方形的坐標網(wǎng)格變成了矩形，其內切圓變成正橢圓，在軸向被拉伸，在徑向被壓縮。而在靠近模子的外層，正方形的坐標網(wǎng)格變成了平行四邊形，其內切圓變成了斜橢圓。

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