大口徑薄壁不銹鋼管坯生產(chǎn)工藝探究
浙江至德鋼業(yè)有限公司通過(guò)試驗研究了三輥斜軋穿孔法生產(chǎn)大口徑薄壁不銹鋼管坯時(shí),一次穿孔加熱溫度對管坯冷軋性能的影響、對成材率的影響。從電機電流的大小與一次穿孔溫度的關(guān)系研究了大口徑薄壁不銹鋼管坯生產(chǎn)工藝,用1000℃的一次穿孔溫度,410-420A穿孔電流,經(jīng)一次和二次穿孔可提供合格的大口徑不銹鋼無(wú)縫管坯。TA22合金名義化學(xué)成分為T(mén)i3Al1Zr1Mo1Ni,是一種近α型鈦合金,主要用于艦船材料,具有中等強度和高塑韌性。TA22鈦合金大口徑管坯目前主要生產(chǎn)方法為擠壓法,用擠壓法生產(chǎn)小批量大口徑管坯,模具費用投入較大,效率較低。本研究采用三輥斜軋穿孔法生產(chǎn)大口徑薄壁不銹鋼管坯,該方法可降低生產(chǎn)成本,提高材料利用率。
一、試驗
1. 試驗材料及設備
試驗原材料由南京寶泰特種材料股份有限公司采用3噸真空自耗電弧爐,經(jīng)過(guò)二次熔煉的TA22鑄錠,其化學(xué)成分如表所示,符合GB/T 3620.1-2007標準要求。采用2000噸快鍛機將鑄錠三火次三墩三拔,然后用3噸電液錘模鍛成φ228毛棒,鋸床下料后車(chē)加工成φ220光棒,作為斜軋穿孔用的坯料。在300kW電阻爐內加熱至1080℃,然后加入涂有防高溫涂料的棒材進(jìn)行加熱,加熱溫度為950-1050℃,保溫時(shí)間3-4小時(shí),在三輥斜軋穿孔機對棒材進(jìn)行一次穿孔,穿孔后對管坯表面進(jìn)行處理,并對管坯內孔進(jìn)行鏜孔處理,鏜孔深度為150~180mm,然后繼續用三輥穿孔機對管坯進(jìn)行二次減壁穿孔,加熱溫度控制在920℃,二次穿孔后利用管坯余熱,溫度不低于800℃,進(jìn)入7機架減徑機進(jìn)行減徑處理,處理后得到φ220×13×4000mm管坯。
2. 工藝流程
鑄錠—剝皮—三火次三墩三拔鍛造—毛棒坯—下料—光棒坯—加熱—一次斜軋穿孔—平頭鏜孔修磨—加熱—二次斜軋穿孔—7機架減定徑機減定徑—堿酸洗表面—修磨—檢驗—切定尺—包裝入庫。
3. 三輥穿孔機參數及試驗
a. 三輥穿孔機參數
主電機功率:2800kW,額定轉速496轉/分;軋輥直徑:φ750-850mm,本試驗選用φ800mm軋輥,進(jìn)口錐角為3°,出口錐角3°30;輥身長(cháng)度700mm;軋輥軸線(xiàn)與軋制軸線(xiàn)夾角:β=8°。
b. 試驗過(guò)程
取6支不銹鋼棒材,在不同的穿孔溫度,用相同的壓縮率、頂頭伸前量、相同的保溫時(shí)間進(jìn)行穿孔試驗。6支棒材分為三組,每組2支,均在感應爐內采用不同的加熱制度,然后送入保溫電爐中,在不同的加熱溫度進(jìn)行加熱棒材,如表所示,進(jìn)行穿孔,穿孔后管坯,進(jìn)行相同條件的表面處理后,在相同的加熱溫度,如表所示,相同的壓縮率、頂頭伸前量、相同的保溫時(shí)間下二次穿孔。然后快速轉入7機架減定徑機進(jìn)行減定徑,然后對管材進(jìn)行矯直。
二、試驗結果與討論
1. 管坯穿孔后質(zhì)量與穿孔溫度的關(guān)系
從表可以看出,管坯在不同的加熱溫度,相同保溫時(shí)間條件下,穿孔后管坯質(zhì)量如表所示;一次穿孔在加熱穿孔溫度的升高,電機電流下降,即穿孔能耗下降,降低生產(chǎn)成本。另外一次穿孔在加熱穿孔溫度的升高,棒材穿透成功率高,降低原材料成本。
2. 管坯穿孔溫度與成品管坯力學(xué)性能的關(guān)系
從表所示,管坯一次穿孔溫度的不同,在經(jīng)過(guò)二次穿孔后,管坯的力學(xué)性能相近,說(shuō)明一次加熱溫度對力學(xué)性能影響不大,只影響穿透性,從而影響成材率。從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā),一次穿孔溫度選在1000℃,降低了能耗,提高管坯穿孔成材率。
三、結論
1. 三組棒材在不同穿孔溫度均能生產(chǎn)大口徑薄壁不銹鋼管坯,隨著(zhù)一次穿孔溫度的提高,管坯穿透率提高,管坯成材率相應,降低生產(chǎn)成本。
2. 隨著(zhù)一次穿孔溫度的提高,電機電流降低,軋制力下降,從而可從電機電流數值,可解決穿孔出現未穿透的問(wèn)題。
3. 隨著(zhù)一次穿孔溫度的提高,再經(jīng)過(guò)二次穿孔,力學(xué)性能并未出現較大偏差,說(shuō)明一次穿孔溫度對力學(xué)性能影響不大。
4. 選用1000℃的一次穿孔溫度,生產(chǎn)成本降低,還能節約原材料,提高成材率。同時(shí)說(shuō)明棒材在經(jīng)過(guò)一次和二次穿孔后可為客戶(hù)提供性能合格的大口徑薄壁不銹鋼管坯。
本文標簽:大口徑薄壁不銹鋼管
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