一種冷拔精密珩磨管的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種冷拔精密珩磨管的制造方法，該制造方法包括如下步驟：加熱：將管坯在環形爐中加熱；穿孔：熱管坯經穿孔機穿孔；退火：將管坯退火；噴硼砂：清除氧化皮；熱軋：將退火管坯引入軋管機熱軋；脫管：將軋制管與芯棒脫開；去應力退火：將軋制管引入加熱爐中加熱得到退火管坯；酸洗處理：去除表面的銹皮；磷化處理：表面形成磷酸鋅的化學生成覆膜；皂化處理：形成金屬皂等潤滑覆膜；一次冷拔：將待冷拔管坯進行冷拔加工；二次冷拔：經過一次冷拔的冷拔管進行二次冷拔加工，得到冷拔管；熱處理：降低殘余應力；珩磨：采用數控珩磨機；熱矯直處理；得到冷拔精密珩磨管。本發明方法得到冷拔精密珩磨管，綜合性能好，尺寸精密，貯油性能佳。
【專利說明】
一種冷拔精密珩磨管的制造方法
技術領域
[0001] 本發明屬于鋼管制備技術領域，具體涉及一種冷拔精密珩磨管的制造方法。
【背景技術】
[0002] 作為碳素鋼、合金鋼或不銹鋼等機械結構用鋼管的冷加工法，公知的有由拉拔機 進行的拉拔加工法和由皮爾格式軋機進行的軋制加工法。其中，由拉拔機進行的拉拔加工 法，與由皮爾格式扎機進行的軋制加工法相比，可以高效率地制造冷加工鋼管，這種無縫鋼 管用于油壓缸、氣壓缸使用，目前，國內現行標準所規定的最高鋼級其屈服強度、尺寸偏差 等均無法滿足實際油壓缸、氣壓缸的使用要求，使得我國的油壓缸、氣壓缸用無縫鋼管只能 依賴進口，制約了我國冷軋鋼管的發展。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種冷拔精密珩磨管的制造方 法，該方法得到的珩磨管，屈服強度高、尺寸精密、表面光滑，其貯油性能佳，使運轉更為順 暢，無停頓情形，延長使用期限，適用于油壓缸、氣壓缸、叉車、起重機、堆高機、建筑機械、沖 床等各式省力自動化機械工程。
[0004] 按照本發明提供的技術方案，一種冷拔精密珩磨管的制造方法包括如下步驟：
[0005] (1)、加熱：將27SiMn管坯在環形爐中加熱至1200~1290°C，加熱時間為4~5小 時，從而保證管還加熱均勻；
[0006] (2)、穿孔：熱管坯經穿孔機穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1150~ 1230°C，并目控制穿孔偏心率以及控制管坯表面質量；
[0007] (3)、退火：將管坯引入連續式退火爐中進行退火，并目控制退火溫度為600~ 720°C，退火時間為70~90min，得到退火硬度（HV)為210~219的退火管坯；
[0008] (4)、噴硼砂：噴硼砂裝置把氮氣和硼砂經螺旋噴嘴吹到毛管內孔清除氧化皮并在 毛管內注滿氮氣，其主要的功能是將毛管內的殘留氧化皮去除，同時在毛管的內表面形成 一層膜，防止毛管進一步的氧化；
[0009] (5)、熱軋：將退火管坯引入軋管機熱軋，熱軋溫度為1260~1270°C，得到軋制 管；
[0010] (6)、脫管：將軋制管與芯棒脫開，至下一工序，確保脫管工序中軋制管的減徑率在 0~2%之間；
[0011] (7)、去應力退火：將軋制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退 火管坯，目的在于確保鋼管的強度，當退火溫度過高時，加工應變恢復，不能得到加工硬化 的效果，退火溫度為550~650°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷軋鋼管的強度偏 差，冷乳鋼管的爐內保持時間為10~40分鐘；
[0012] (8)、酸洗處理：將退火管坯進行酸洗，去除表面的銹皮，鹽酸濃度：7~19%，酸洗 時間：35~60分鐘，再中和池翻滾，翻滾次數：2~3次，中和液PH值：9~10,再經清水池 翻滾，翻滾次數：2~3次；
[0013] (9)、磷化處理：在管坯的表面形成磷酸鋅的化學生成覆膜，磷酸鋅濃度：20~ 30%，磷化液溫度：68~75°C，磷化時間：10~20分鐘，磷化液游離酸度：4~7,磷化液總 酸度：45~75 ;
[0014] (10)、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤滑覆膜，皂化溫度：55~75°C，皂化時 間：8~15分鐘，皂化液PH值：8~9 ;
[0015] (11)、一次冷拔：將待冷拔管還進行冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭與管內徑間距： 3~5mm，拔機最大拉拔力：350~450t，阜化管拔前停放時間：72~96h ;
[0016] (12)、二次冷拔：經過一次冷拔的冷拔管進行二次冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭 與管內徑間距：2~4mm，拔機最大拉拔力：400~500t，經過一次冷拔的冷拔管拔前停放時 間：12 ~24h ;
[0017] (13)、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為800~850°C，淬火介 質為水，回火溫度在550~580°C，降低冷拔管的殘余應力；
[0018] (14)、珩磨：選用數控珩磨機，工件回轉，珩磨頭作往復運動的加工形式，達到圓柱 度：0. 01~0. 02mm，孔徑偏差：0. 01~0. 02mm，粗糙度：RaO. 25~0. 35的高標準精度；
[0019] (15)、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫45~60分鐘，再進行熱矯直處理，熱矯直 溫度550~650°C，得屈服強度（MPa) :898,抗拉強度（MPa) :912,硬度（HV) :250,壁厚公差： 8%，外徑不圓度：0. 3%，壁厚不均度：6%，直線度：0. 30mm/m的冷拔精密珩磨管。
[0020] 本發明的有益效果如下：利用本發明方法制作出的冷拔精密珩磨管，綜合性能好， 低溫沖擊韌性好，具有較高的旋轉變形抗力及耐磨性，其屈服強度達到898MPa，通過采用冷 拔、熱處理及矯直工藝，使所述的精密珩磨管管體的機械性能、旋轉變形抗力、低溫沖擊功 及耐磨性能達標，通過控制管體的幾何尺寸、殘余應力、形狀偏差以及化學成份，能夠保證 管體的機械性能、高的耐磨性、耐低溫和高的旋轉變形抗力，尺寸精密、表面光滑，其貯油性 能佳，使運轉更為順暢，無停頓情形，延長使用期限，適用于油壓缸、氣壓缸、叉車、起重機、 堆高機、建筑機械、沖床等各式省力自動化機械工程。
【具體實施方式】：
[0021] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0022] 實施例一：
[0023] 以制備直徑為145. 3mm并且孔壁壁厚為8. 23mm的27SiMn鋼管為例，包括以下步 驟：
[0024] (1)、加熱：將27SiMn管坯在環形爐中加熱至1200°C，加熱時間為4小時，從而保 證管坯加熱均勻；
[0025] (2)、穿孔：熱管坯經穿孔機穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1150°C，并目 控制穿孔偏心率為4%，對管坯進行目測檢驗，藉以去除管坯表面的毛刺、翹皮，如果管坯表 面出現或存在明顯的即肉眼顯見的凹坑、乳傷和裂紋，則應剔除，避免流入下一工序，以控 制管還表面質量；
[0026] (3)、退火：將管坯引入連續式退火爐中進行退火，并目控制退火溫度為600°C，退 火時間為70min,得到退火硬度（HV)為210的退火管還；
[0027] (4)、噴硼砂：噴硼砂裝置把氮氣和硼砂經螺旋噴嘴吹到毛管內孔清除氧化皮并在 毛管內注滿氮氣，其主要的功能是將毛管內的殘留氧化皮去除，同時在毛管的內表面形成 一層膜，防止毛管進一步的氧化；
[0028] (5)、熱軋：將退火管坯引入軋管機熱軋，熱軋溫度為1260°C，得到軋制管；
[0029] (6)、脫管：將軋制管與芯棒脫開，至下一工序，確保脫管工序中軋制管的減徑率為 〇 ；
[0030] (7)、去應力退火：將軋制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退 火管坯，目的在于確保鋼管的強度，當退火溫度過高時，加工應變恢復，不能得到加工硬化 的效果，退火溫度為550°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷軋鋼管的強度偏差，冷軋 鋼管的爐內保持時間為10分鐘；
[0031] (8)、酸洗處理：將退火管坯進行酸洗，去除表面的銹皮，鹽酸濃度：7 %，酸洗時 間：35分鐘，再中和池翻滾，翻滾次數：2次，中和液PH值：9,再經清水池翻滾，翻滾次數：2 次；
[0032] (9)、磷化處理：在管坯的表面形成磷酸鋅的化學生成覆膜，磷酸鋅濃度：20%，磷 化液溫度：68°C，磷化時間：10分鐘，磷化液游離酸度：4,磷化液總酸度：45 ;
[0033] (10)、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤滑覆膜，皂化溫度：55°C，皂化時間：8 分鐘，皂化液PH值：8 ;
[0034] (11)、一次冷拔：將待冷拔管坯進行冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭與管內徑間距： 3mm，拔機最大拉拔力：350t，阜化管拔前停放時間：72h ;
[0035] (12)、二次冷拔：經過一次冷拔的冷拔管進行二次冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭 與管內徑間距：2_，拔機最大拉拔力：400,經過一次冷拔的冷拔管拔前停放時間：12h ;
[0036] (13)、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為800°C，淬火介質為 水，回火溫度在550°C，降低冷拔管的殘余應力；
[0037] (14)、珩磨：選用數控珩磨機，工件回轉，珩磨頭作往復運動的加工形式，達到圓柱 度：0. 01mm，孔徑偏差：0. 01mm，粗糙度：RaO. 25的高標準精度；
[0038] (15)、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫45分鐘，再進行熱矯直處理，熱矯直溫度 600°C，得屈服強度（MPa) :898,抗拉強度（MPa) :912,硬度（HV) :250,壁厚公差：8%，外徑 不圓度：0. 3%，壁厚不均度：6%，直線度：0. 30mm/m的冷拔精密珩磨管。
[0039] 本實施例得到的產品經檢測，所檢項目符合GB/T3639-2009標準，產品合格，滿足 了用戶對屈服強度、抗拉強度、硬度的要求。
[0040] 一種冷拔精密珩磨管與常規鋼管的技術性能比較
[0043] 實施例二：
[0044] 以制備直徑為136. 9mm并且孔壁壁厚為8. 29mm的27SiMn鋼管為例，包括以下步 驟：
[0045] (1)、加熱：將27SiMn管坯在環形爐中加熱至1290°C，加熱時間為5小時，從而保 證管坯加熱均勻；
[0046] (2)、穿孔：熱管坯經穿孔機穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1230°C，并目 控制穿孔偏心率為4%，對管坯進行目測檢驗，藉以去除管坯表面的毛刺、翹皮，如果管坯表 面出現或存在明顯的即肉眼顯見的凹坑、乳傷和裂紋，則應剔除，避免流入下一工序，以控 制管還表面質量；
[0047] (3)、退火：將管坯引入連續式退火爐中進行退火，并目控制退火溫度為720°C，退 火時間為90min,得到退火硬度（HV)為219的退火管還；
[0048] (4)、噴硼砂：噴硼砂裝置把氮氣和硼砂經螺旋噴嘴吹到毛管內孔清除氧化皮并在 毛管內注滿氮氣，其主要的功能是將毛管內的殘留氧化皮去除，同時在毛管的內表面形成 一層膜，防止毛管進一步的氧化；
[0049] (5)、熱軋：將退火管坯引入軋管機熱軋，熱軋溫度為1270°C，得到軋制管；
[0050] (6)、脫管：將軋制管與芯棒脫開，至下一工序，確保脫管工序中軋制管的減徑率為 2 % ；
[0051] (7)、去應力退火：將軋制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退 火管坯，目的在于確保鋼管的強度，當退火溫度過高時，加工應變恢復，不能得到加工硬化 的效果，退火溫度為650°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷軋鋼管的強度偏差，冷軋 鋼管的爐內保持時間為40分鐘；
[0052] (8)、酸洗處理：將退火管坯進行酸洗，去除表面的銹皮，鹽酸濃度：19 %，酸洗時 間：60分鐘，再中和池翻滾，翻滾次數：3次，中和液PH值：10,再經清水池翻滾，翻滾次數：3 次；
[0053] (9)、磷化處理：在管坯的表面形成磷酸鋅的化學生成覆膜，磷酸鋅濃度：30%，磷 化液溫度：75°C，磷化時間：20分鐘，磷化液游離酸度：7,磷化液總酸度：75 ;
[0054] (10)、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤滑覆膜，皂化溫度：75°C，皂化時間：15 分鐘，皂化液PH值：9 ;
[0055] (11)、一次冷拔：將待冷拔管還進行冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭與管內徑間距： 5mm，拔機最大拉拔力：450t，阜化管拔前停放時間：96h ;
[0056] (12)、二次冷拔：經過一次冷拔的冷拔管進行二次冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭 與管內徑間距：4_，拔機最大拉拔力：500t，經過一次冷拔的冷拔管拔前停放時間：24h ;
[0057] (13)、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為850°C，淬火介質為 7jC，回火溫度在580°C，降低冷拔管的殘余應力；
[0058] (14)、珩磨：選用數控珩磨機，工件回轉，珩磨頭作往復運動的加工形式，達到圓柱 度：0. 02mm，孔徑偏差：0. 02mm，粗糙度：RaO. 35的高標準精度；
[0059] (15)、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫60分鐘，再進行熱矯直處理，熱矯直溫度 650°C，得屈服強度（MPa) :897,抗拉強度（MPa) :922,硬度（HV) :250,壁厚公差：8%，外徑 不圓度：0. 3%，壁厚不均度：6%，直線度：0. 30mm/m的冷拔精密珩磨管。
[0060] 實施例三：
[0061] 以制備直徑為147. 4mm并且孔壁壁厚為8. 02mm的27SiMn鋼管為例，包括以下步 驟：
[0062] (1)、加熱：將27SiMn管坯在環形爐中加熱至1250°C，加熱時間為4. 5小時，從而 保證管坯加熱均勻；
[0063] (2)、穿孔：熱管坯經穿孔機穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1200°C，并目 控制穿孔偏心率為4%，對管坯進行目測檢驗，藉以去除管坯表面的毛刺、翹皮，如果管坯表 面出現或存在明顯的即肉眼顯見的凹坑、乳傷和裂紋，則應剔除，避免流入下一工序，以控 制管還表面質量；
[0064] (3)、退火：將管坯引入連續式退火爐中進行退火，并目控制退火溫度為650°C，退 火時間為70min,得到退火硬度（HV)為215的退火管還；
[0065] (4)、噴硼砂：噴硼砂裝置把氮氣和硼砂經螺旋噴嘴吹到毛管內孔清除氧化皮并在 毛管內注滿氮氣，其主要的功能是將毛管內的殘留氧化皮去除，同時在毛管的內表面形成 一層膜，防止毛管進一步的氧化；
[0066] (5)、熱軋：將退火管坯引入軋管機熱軋，熱軋溫度為1265°C，得到軋制管；
[0067] (6)、脫管：將軋制管與芯棒脫開，至下一工序，確保脫管工序中軋制管的減徑率為 1% ；
[0068] (7)、去應力退火：將軋制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退 火管坯，目的在于確保鋼管的強度，當退火溫度過高時，加工應變恢復，不能得到加工硬化 的效果，退火溫度為600°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷軋鋼管的強度偏差，冷軋 鋼管的爐內保持時間為30分鐘；
[0069] (8)、酸洗處理：將退火管坯進行酸洗，去除表面的銹皮，鹽酸濃度：13 %，酸洗時 間：45分鐘，再中和池翻滾，翻滾次數：2. 5次，中和液PH值：9. 5,再經清水池翻滾，翻滾次 數：2. 5次；
[0070] (9)、磷化處理：在管坯的表面形成磷酸鋅的化學生成覆膜，磷酸鋅濃度：25%，磷 化液溫度：70°C，磷化時間：15分鐘，磷化液游離酸度：6,磷化液總酸度：55 ;
[0071] (10)、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤滑覆膜，皂化溫度：65°C，皂化時間：10 分鐘，皂化液PH值：8. 5 ;
[0072] (11)、一次冷拔：將待冷拔管坯進行冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭與管內徑間距： 4_，拔機最大拉拔力：400t，阜化管拔前停放時間：84h ;
[0073] (12)、二次冷拔：經過一次冷拔的冷拔管進行二次冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭 與管內徑間距：3mm，拔機最大拉拔力：450t，經過一次冷拔的冷拔管拔前停放時間：18h ;
[0074] (13)、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為820°C，淬火介質為 水，回火溫度在570°C，降低冷拔管的殘余應力；
[0075] (14)、珩磨：選用數控珩磨機，工件回轉，珩磨頭作往復運動的加工形式，達到圓柱 度：0. 015mm，孔徑偏差：0. 015mm，粗糙度：RaO. 28的高標準精度；
[0076] (15)、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫55分鐘，再進行熱矯直處理，熱矯直溫度 610°C，得屈服強度（MPa) :878,抗拉強度（MPa) :917,硬度（HV) :250,壁厚公差：8%，外徑 不圓度：0. 3%，壁厚不均度：6%，直線度：0. 30mm/m的冷拔精密珩磨管。
【主權項】
1. 一種冷拔精密珩磨管的制造方法包括如下步驟： (1) 、加熱：將27SiMn管坯在環形爐中加熱至1200~1290°C，加熱時間為4~5小時， 從而保證管還加熱均勻； (2) 、穿孔：熱管坯經穿孔機穿孔，穿孔后形成的毛管的溫度控制在1150~1230°C，并 目控制穿孔偏心率以及控制管坯表面質量； (3) 、退火：將管坯引入連續式退火爐中進行退火，并目控制退火溫度為600~720°C， 退火時間為70~90min，得到退火硬度（HV)為210~219的退火管坯； (4) 、噴硼砂：噴硼砂裝置把氮氣和硼砂經螺旋噴嘴吹到毛管內孔清除氧化皮并在毛管 內注滿氮氣，其主要的功能是將毛管內的殘留氧化皮去除，同時在毛管的內表面形成一層 膜，防止毛管進一步的氧化； (5) 、熱乳：將退火管還引入乳管機熱乳,熱乳溫度為1260~1270°C,得到乳制管； (6) 、脫管：將軋制管與芯棒脫開，至下一工序，確保脫管工序中軋制管的減徑率在0~ 2 %之間； (7) 、去應力退火：將軋制管引入加熱爐中加熱并且保溫，隨爐冷卻后出爐，得到退火管 坯，目的在于確保鋼管的強度，當退火溫度過高時，加工應變恢復，不能得到加工硬化的效 果，退火溫度為550~650°C，可以得到加工硬化的效果，為了除去冷軋鋼管的強度偏差，冷 乳鋼管的爐內保持時間為10~40分鐘； (8) 、酸洗處理：將退火管坯進行酸洗，去除表面的銹皮，鹽酸濃度：7~19%，酸洗時 間：35~60分鐘，再中和池翻滾，翻滾次數：2~3次，中和液PH值：9~10,再經清水池翻 滾，翻滾次數：2~3次； (9) 、磷化處理：在管坯的表面形成磷酸鋅的化學生成覆膜，磷酸鋅濃度：20~30%， 磷化液溫度：68~75°C，磷化時間：10~20分鐘，磷化液游離酸度：4~7,磷化液總酸度 ： 45 ~75 ; (10) 、皂化處理：在覆膜上形成金屬皂等潤滑覆膜，皂化溫度：55~75°C，皂化時間： 8~15分鐘，皂化液PH值：8~9 ; (11) 、一次冷拔：將待冷拔管還進行冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭與管內徑間距：3~ 5mm，拔機最大拉拔力：350~450t，阜化管拔前停放時間：72~96h ; (12) 、二次冷拔：經過一次冷拔的冷拔管進行二次冷拔加工，冷拔工藝，模具塞頭與管 內徑間距：2~4mm，拔機最大拉拔力：400~500t，經過一次冷拔的冷拔管拔前停放時間： 12 ~24h ; (13) 、熱處理：采用淬火后再回火的熱處理工藝，淬火溫度為800~850°C，淬火介質為 水，回火溫度在550~580°C，降低冷拔管的殘余應力； (14) 、珩磨：選用數控珩磨機，工件回轉，珩磨頭作往復運動的加工形式，達到圓柱度： 0. 01~0. 02mm，孔徑偏差：0. 01~0. 02mm，粗糙度：RaO. 25~0. 35的高標準精度； (15) 、熱矯直處理：在低溫回火爐中保溫45~60分鐘，再進行熱矯直處理，熱矯直溫度 550~650°C，得屈服強度（MPa) :898,抗拉強度（MPa) :912,硬度（HV) :250,壁厚公差：8%， 外徑不圓度：〇. 3%，壁厚不均度：6%，直線度：0. 30mm/m的冷拔精密珩磨管。
【文檔編號】B23P15/00GK105880920SQ201410446487
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年8月30日
【發明人】吳建興
【申請人】無錫市神陸液壓機件有限公司