管坯的穿孔方式有壓力穿孔,推軋穿孔和斜軋穿孔。
4.8.1 壓力穿孔壓力穿孔是在壓力機上穿孔,這種穿孔方式所用的原料是方坯和多邊形鋼錠。工作原理是首先將加熱好的方坯或鋼錠裝入圓形模中(此圓形模帶有很小的錐度),然后壓力機驅動帶有沖頭的沖桿將管坯中心沖出一個圓孔。這種穿孔方式變形量很小,一般中心被沖擠開的金屬正好填滿方坯和圓形模的間隙,從而得到幾乎無延伸的圓形毛管,延伸系數最大不超過1.1。
4.8.2 推軋穿孔推軋穿孔是在推軋穿孔機上穿孔,這種穿孔方式是壓力穿孔的改進。把固定的圓錐形模改成帶圓孔型的一對軋輥。這對軋輥由電機帶動方向旋轉(兩個軋輥的旋轉方向相反),旋轉著的軋輥將管坯咬入軋輥的孔型,而固定在孔型中的沖頭便將管坯中心沖出一個圓孔。為了便于實現軋制,在坯料的尾端加上一個后推力(液壓缸),因此,叫做推軋穿孔。
這種穿孔方式使用方坯,傳出的毛管較短,變形量很小,延伸系數一般不大于1.1。
推軋穿孔的優點如下:
坯料中心處于全應力狀態,過程是沖孔和縱軋相結合,不會產生二輥斜軋的內折缺陷,毛管內表面質量好,對坯料質量要求較低;
沖頭上的平均單位壓力比壓力穿孔小50%左右,因而工具消耗較小;
穿孔過程中主要是坯料的中心部分金屬變形,使中心粗大而疏松的組織很好的加工而致密化,同時在壓應力作用下,毛管內外表面不易產生裂紋。
生產率比壓力穿孔高,可達每分鐘兩支;
以上兩種穿孔多生產特殊鋼種的無縫厚壁無縫鋼管,現存的機組很少,因變形量很小,毛管短且厚,因而在熱軋無縫厚壁無縫鋼管機組中要設置斜軋延伸機,將毛管的外徑和壁厚減小并使管子延長。另外容易產生較大的壁厚不均。
4.8.3 斜軋穿孔這種穿孔方式被廣泛的應用于無縫厚壁無縫鋼管生產中,一般使用圓管坯,靠金屬的塑性變形加工來形成內孔,因而沒有金屬的損耗。
斜軋穿孔機的分類
斜軋穿孔機按照軋輥的形狀可分為錐形輥穿孔機、盤式穿孔機和桶形輥穿孔機。按照軋輥的數目分又可分為二輥斜軋穿孔機和三輥斜軋穿孔機。
錐形輥穿孔機、桶形輥穿孔機是當今廣泛使用的主要機組,錐形輥穿孔機的歷史較短,具有更多優點。比較如下:
桶形輥穿孔機的軋輥可以上下和左右布置,而錐形輥穿孔機的軋輥只能上下布置;
桶形輥穿孔機的軋輥由兩個錐形組成,錐形輥穿孔機的軋輥由一個錐形組成;
桶形輥穿孔機的軋件速度變化為小-大-小,錐形輥穿孔機的軋件速度隨軋輥直徑的增加從小逐步增大;
毛管在孔型中的寬展,錐形輥穿孔機要小些,更有利金屬軸向延伸變形,附加變形小,毛管內表面質量好,壁厚精度較桶形輥穿孔機高;
錐形輥穿孔機的延伸系數比桶形輥穿孔機大,更適合穿孔薄壁毛管,使得軋管機組的機架數目可以減少;
斜軋穿孔機不管軋輥的形狀如何不同,為了保證管坯曳入和穿孔過程的實現,都由以下三部分組成:穿孔錐(軋輥入口錐),輾軋錐(軋輥出口錐)和軋輥壓縮帶——由入口錐到出口錐之過渡部分。
二輥式穿孔機和三輥式穿孔機的特點?
二輥式穿孔機主要有帶導輥的穿孔機、帶導板的穿孔機和帶導盤的穿孔機,帶導輥的穿孔機一般不常用,只用于穿孔軟而粘的有色金屬,如銅管、鈦管等。帶導板的穿孔機具有孔型封閉好、接觸變形區長、穿出的毛管壁厚可以更薄的特點而仍然得到重視;帶導盤的穿孔機越來越得到發展,它的特點是:
生產率高,這是由于主動導盤對軋件產生軸向拉力作用,導致毛管軸向速度增加。最快可以達到3~4支/分;
由于導盤的軸向力作用,使管坯咬入容易一些,減少了形成管端內折的可能性,也可以提高壁厚的精度;
導盤比導板有較高的耐磨性,從而減少了換工具的時間并提高了工具壽命;
三輥式穿孔機的特點是:
由于三個輥呈等邊三角形布置,因而在變形中管坯橫斷面的橢圓度小;
由于三個輥都是驅動的,僅存在頂頭上的軸向力,因而穿孔速度較快,但頂頭上的軸向阻力比二輥式大;
在軋制實心管坯時,由于管坯始終受到三個方向的壓縮,加上橢圓度小,一般在管坯中心不會產生破裂,即形成孔腔,從而保證了毛管內表面質量。這種變形方式更適合穿孔高合金厚壁無縫鋼管。三個軋輥穿孔時坯料和頂頭容易保正對中,因此毛管幾何尺寸精度高,即毛管橫斷面壁厚偏差小。
因穿孔薄壁毛管時容易形成尾三角,使毛管尾端卡在軋輥輥縫中,更適合穿孔中厚壁毛管。
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