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將加熱好的鋼錠放入沖孔胎模中先沖一個盲孔,然后放入拔伸胎模中進(jìn)行拔長而生產(chǎn)厚壁管的方法稱為沖孔-拉伸法。其壓力加工過程的原理如圖2所示。

成形工藝

(1) 材料準(zhǔn)備用于鍛制厚壁管的鋼錠,除化學(xué)成分必須符合規(guī)定要求外,對Pb,S,Sb,As,P也應(yīng)嚴(yán)格控制,以減少脆性和晶界裂紋的產(chǎn)生。應(yīng)降低N含量,不能用鋁來脫氧以減少時效敏感性。鋼錠表面不能有裂紋,因為表面任一細(xì)小裂紋都有可能在加熱或鍛造過程中進(jìn)一步擴(kuò)大。發(fā)現(xiàn)鋼錠表面有裂紋要及時進(jìn)行清理和打磨,凹坑及清理后產(chǎn)生的凹坑要進(jìn)行特殊處理,以防產(chǎn)生折疊。鋼錠的冒口和底部切除,可用帶鋸或大面積火焰切割機(jī)進(jìn)行。為防止產(chǎn)生裂紋,對熱敏感性高的鋼錠切割時要進(jìn)行加熱。

(2) 加熱與鍛前處理應(yīng)減少鋼錠加熱時的徑向溫度不均勻,以防止由此而導(dǎo)致鋼錠變形抗力不同而引起沖孔偏心。沖孔(拉伸)前要對坯料進(jìn)行除鱗處理,即打掉坯料周圍的氧化皮,以防鍛造過程中氧化皮掉入模具中而影響管坯表面形狀。

(3) 沖孔為避免放入模具的鋼錠產(chǎn)生偏斜,鋼錠與模具間的間隙應(yīng)很小,也正因為如此,沖孔過程實際上相當(dāng)于反擠壓,這樣極有利于鋼錠內(nèi)部缺陷的焊合及晶粒細(xì)化。為減少沖孔(或稱為反擠壓)時因沖桿(或稱為凸模)的偏移而產(chǎn)生沖孔偏心,影響尺寸精度,沖孔時沖桿要有導(dǎo)向裝置。在沖孔或拔伸中為方便脫模,加有一定量的脫模劑,當(dāng)沖孔或拔伸完后要把脫模劑的殘余物沖洗出來,以防止內(nèi)孔缺陷。沖孔的同時也要注意外觀質(zhì)量檢查,對于成形過程中產(chǎn)生的小裂紋和凹坑要及時修整,以防缺陷在后續(xù)成形時進(jìn)一步擴(kuò)大。

(4) 拉伸沖孔后如坯料溫度高則可立即進(jìn)行一次拉伸,否則應(yīng)先加熱再拉伸。每一火的變形比應(yīng)達(dá)到60%以上,經(jīng)2～3火即可拔到一根成品管所需長度。拉伸過程中應(yīng)注意如下幾點:①每一火次的拉伸變形量不能太大,這主要是由于設(shè)備能力不夠和易于拔穿掉底。②拉伸過程中因重力作用,向下的一邊管壁會變得薄一些,為此每拉一次都應(yīng)使管坯轉(zhuǎn)動一定的角度,以使管壁厚度均勻。③拉伸過程要盡可能快,這樣既可以提高生產(chǎn)效率,又可以避免因管坯冷縮包住拉伸桿。

(5) 鍛造設(shè)備選擇沖孔的實質(zhì)為反擠壓過程,所需設(shè)備噸位較大;拉伸為變薄拉伸過程,通過拉拔要達(dá)到所需管長,因此壓力機(jī)行程要長。用4000t以上的立式壓力機(jī)用于反擠,用2000t以上的大行程臥式水壓機(jī)作為拔伸設(shè)備是合理的。當(dāng)然如果沖孔和拉伸壓力機(jī)的工作壓力和行程更大些將有利于成形和增加管長。

(6) 熱處理與機(jī)加工由于鍋爐鋼管所用材料為低碳鋼或低碳合金鋼,所以熱處理方式為正火。對于合金鋼,可用噴霧方式進(jìn)行冷卻以滿足其性能要求。由于電站鍋爐鋼管是長期工作于高溫高壓之中,為保證性能符合要求,熱處理工藝參數(shù)(加熱溫度,保溫時間,冷卻條件)及爐溫控制要求極嚴(yán)格。熱處理后的鋼管經(jīng)校直、噴丸后即可進(jìn)行機(jī)加工。由于鋼管對尺寸精度要求并不高,因而對機(jī)加工設(shè)備沒有很高要求,普通深孔鏜床和車床即可勝任。