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浙江不銹鋼管熱擠壓工藝及行業現狀
發布者:不銹鋼管廠(www.870701.tw) 發布時間:2020/4/26 閱讀:280

  20世紀50年代,隨著玻璃潤滑劑的發明,黑色金屬的擠壓技術得到了快速發展。采用熱擠壓技術生產不銹鋼管具有產品質量穩定、更換品種靈活、工模具費用低的優點,適用于不銹鋼、特殊鋼以及低塑性和難變形材料的加工。對于高溫耐蝕合金管、不銹鋼油井管、雙相不銹鋼管、尿素級不銹鋼管、高參數奧氏體火電鍋爐管等,采用熱擠壓是必需的生產方法。目前,世界上有70多臺(套)鋼擠壓機組,其中大多數用于生產優質管材。我國在20世紀70年代初,四川江汕長城鋼廠從原函德引進了一條31.5MN擠壓機生產線,專門用于生產不銹鋼及特殊合金管及棒材。21世紀初,浙江久立集團從意大利的Danieli公司引進了一臺35MN擠壓機,成為了我國第一家專門用擠壓機生產不銹鋼管的民營企業。至今已先后建成投產多條擠壓機生產線。這些擠壓機生產線的建成投產,標志著我國從一個鋼管大國走向了鋼管強國,使我國的高端不銹鋼無縫鋼管產量得到了快速增長,無縫鋼管產業得到了不斷的優化。

 

 不銹鋼管的熱擠壓工藝流程 :坯料準備→環形爐預熱→立式感應爐加熱→玻璃粉潤滑→立式壓機沖( 擴) 孔→除磷→立式感應爐再加熱→玻璃粉潤滑→擠壓→切壓余→冷卻。

 

 不銹鋼管的熱擠壓坯料可以是鍛坯、軋坯、連鑄坯、離心澆注坯等。長坯或短坯在加工車間經剝皮、鋸斷、鉆深孔、車削端面及倒角后進入擠壓生產線。

 

 加工好的坯料進入環形加熱爐加熱前要先經過清洗機進行脫脂處理,再進入環形爐加熱。一般坯料在環形爐內加熱到900℃以內。但可根據工藝要求直接加熱到鋼的熱擠壓溫度(適用于不需擴孔的坯料直接擠壓)。然后進入到立式感應加熱爐加熱到材料的熱擠壓溫度。加熱好的坯料在鋪粉臺架上將外圓涂好玻璃粉后,由機械手將坯料放入沖(擴)孔筒中,之后在坯料端部的“喇叭口”中加入玻璃粉后,在立式穿孔機上進行沖(擴)孔。經過沖(擴)孔后的空心坯料由于和模具接觸而產生溫降應進行補熱即再加熱,但坯料表面的玻璃粉影響再加熱時的溫度檢測,從而使加熱溫度出現偏差,所以一般在再加熱前先進行除磷,以清除坯料表面的玻璃膜,再進行加熱,而加熱后的坯料經過內外表面涂玻璃粉后,由供錠器送入擠壓機中心,進行擠壓。擠壓完成后由分離鋸分離制品和壓余。制品和工具需要進行相應的冷處理。

 

 在整個擠壓生產過程中,坯料的無氧化加熱,潤滑以及工模具的壽命是影響鋼擠壓技術的三個重要工藝難題。

 

1. 坯料的無氧化加熱

   一般來講,材料在加熱時,最高溫度應在其“液相線”以下80℃~150℃。為了控制材料的加熱過程中不產生“過燒”現象應嚴格控制金屬材料的加熱溫度,但加熱溫度又不能過低而造成悶車,F代擠壓工藝中—般采用環形爐預熱+立式感應爐加熱的方法!阏J為900℃是鋼的無氧化溫度,在環形爐內加熱到900℃以內,再由感應爐快速加熱到材料的熱擠壓溫度。不僅提高了加熱速度,使金屬的燒損得以減少,提高了加熱質量,而且感應加熱的過程自動化控制以及加熱控制模型的建立可有效保證坯料長度方向和直徑方向的溫度精度,是保證擠壓制品質量的關鍵。對于部分鋼種,也可在感應加熱時采用在保護氣氛條件下加熱,使金屬不產生氧化。

 

2. 潤滑

  潤滑是鋼擠壓技術的關鍵工藝難題。玻璃粉潤滑劑的發明對鋼的擠壓技術的發展有里程碑的意義。用玻璃粉作為鋼管熱擠壓的潤滑劑有以下優點:①玻璃粉在高溫狀態下呈熔融狀態附屬在坯料表面,在擠壓過程中,降低流動金屬和工模具問的摩擦阻力,同時在制品表面形成均勻連續的玻璃膜,保護制品的表面質量。②玻璃在高溫下的導熱系數較低,具有非常好的隔熱性能,保證工模具在擠壓過程中不會過快升溫從而保護工模具的使用壽命。③玻璃粉的主要成分有SiO2等,具有穩定的化學性質,在與高溫的坯料接觸時,不與其產生化學反應,保證了制品的質量。④通過不同顆粒度和配比的選擇,使其有不同的性能,從而可用于不同的材料和不同的場合。近年來,北京鋼鐵研究院、上鋼五廠、北京玻璃研究院、本溪玻璃廠等單位均對玻璃潤滑劑做了深入研究,并取得了不錯的成果。

 

3. 工模具的使用壽命

  由不銹鋼管的熱擠壓簡圖可以看出,工模具中與熱坯料直接接觸的有擠壓墊、穿孔針、擠壓模和擠壓筒,其中擠壓墊工作時處于受壓狀態,雖與熱坯料直接接觸,但之間沒有相對金屬流動,擠壓墊正常使用時不會大量削耗,一般每套系統配2~3個擠壓墊循環使用。工模具的使用壽命通常指的是擠壓筒、穿孔針和擠壓模這些工作時與熱金屬接觸,并與熱金屬有相對流動的工具的使用壽命。

 

  眾所周知,擠壓筒為過盈熱裝配在一起的多層筒,在過盈量設計合理,加工尺寸符合圖紙要求的前提下,使用前先預熱,定期清理內壁玻璃粉,并檢查內壁劃痕的情況下,一般使用壽命在5000~10000次以上。擠壓模在擠壓過程中與熱金屬的接觸時間最長,使用壽命相對最短。為使擠壓模使用壽命更長,一般要求在可能的條件下擠壓速度更快,鋸切分離的時間更短,來縮短熱金屬在擠壓模內的停留時間,同時擠壓模每次擠壓后都應進行檢查和處理,不僅能保證制品質量,也提高了擠壓模壽命。穿孔針由于斷面積小,在擠壓時包裹在熱金屬內,溫升快而造成力學性能下降,所以必須進行充分冷卻。國外的鋼擠壓機設計時都設計了穿孔針的內冷系統,但從使用效果看比較—般。對于小規格的穿孔針內冷孔極大地縮減了穿孔針的強度,易造成退針時針的斷裂,而對大規格的穿孔針而言冷卻速度又太慢。通澤公司在設汁36MN不銹鋼擠壓機時,考慮到產品對象中小規格產品居多,所以未設計內冷系統,而是設計了一套專門的穿孔針冷卻裝置對穿孔針在擠壓完成后進行外冷,取得了不錯的效果,使穿孔針使用壽命由原來的10-30次提高到100次以上,大大提高了穿孔針的使用壽命。

 

 以上三個工藝難題的解決對不銹鋼管擠壓技術起到了決定性的作用。

 


 現在的不銹鋼管熱擠壓技術隨著生產中的不斷摸索,已經取得了長足進步。如常熟華新麗華特殊鋼有限公司經過不斷實驗及摸索,已經成功生產了鈦及鈦合金、鎳及鎳合金、特殊合金等上百種材質。隨著節能減排要求的提出和能源價格的不斷上漲,高污染高能耗的落后產能必將遭到淘汰。高端無縫管企業應當抓住機遇使我國無縫鋼管產業健康發展。

 
 

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