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(jī)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(jī)驅(qū)動(dòng)帶有沖頭的沖桿將管坯中心沖出一個(gè)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(shù)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(jī)上穿孔,這種穿孔方式是壓力穿孔的改進(jìn)。把固定的圓錐形模改成帶圓孔型的一對(duì)軋輥。這對(duì)軋輥由電機(jī)帶動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)(兩個(gè)軋輥的旋轉(zhuǎn)方向相反),旋轉(zhuǎn)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(gè)圓孔。為了便于實(shí)現(xiàn)軋制,在坯料的尾端加上一個(gè)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(shù)一般不大于1.1。
推軋穿孔的優(yōu)點(diǎn)如下:
坯料中心處于全應(yīng)力狀態(tài),過程是沖孔和縱軋相結(jié)合,不會(huì)產(chǎn)生二輥斜軋的內(nèi)折缺陷,毛管內(nèi)表面質(zhì)量好,對(duì)坯料質(zhì)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??;
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(shí)在壓應(yīng)力作用下,毛管內(nèi)外表面不易產(chǎn)生裂紋。
生產(chǎn)率比壓力穿孔高,可達(dá)每分鐘兩支;
以上兩種穿孔多生產(chǎn)特殊鋼種的無縫厚壁無縫鋼管,現(xiàn)存的機(jī)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(jī)組中要設(shè)置斜軋延伸機(jī),將毛管的外徑和壁厚減小并使管子延長(zhǎng)。另外容易產(chǎn)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(yīng)用于無縫厚壁無縫鋼管生產(chǎn)中,一般使用圓管坯,靠金屬的塑性變形加工來形成內(nèi)孔,因而沒有金屬的損耗。
斜軋穿孔機(jī)的分類
斜軋穿孔機(jī)按照軋輥的形狀可分為錐形輥穿孔機(jī)、盤式穿孔機(jī)和桶形輥穿孔機(jī)。按照軋輥的數(shù)目分又可分為二輥斜軋穿孔機(jī)和三輥斜軋穿孔機(jī)。
錐形輥穿孔機(jī)、桶形輥穿孔機(jī)是當(dāng)今廣泛使用的主要機(jī)組,錐形輥穿孔機(jī)的歷史較短,具有更多優(yōu)點(diǎn)。比較如下:
桶形輥穿孔機(jī)的軋輥可以上下和左右布置,而錐形輥穿孔機(jī)的軋輥只能上下布置;
桶形輥穿孔機(jī)的軋輥由兩個(gè)錐形組成,錐形輥穿孔機(jī)的軋輥由一個(gè)錐形組成;
桶形輥穿孔機(jī)的軋件速度變化為小-大-小,錐形輥穿孔機(jī)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(jī)要小些,更有利金屬軸向延伸變形,附加變形小,毛管內(nèi)表面質(zhì)量好,壁厚精度較桶形輥穿孔機(jī)高;
錐形輥穿孔機(jī)的延伸系數(shù)比桶形輥穿孔機(jī)大,更適合穿孔薄壁毛管,使得軋管機(jī)組的機(jī)架數(shù)目可以減少;
斜軋穿孔機(jī)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(shí)現(xiàn),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(jī)和三輥式穿孔機(jī)的特點(diǎn)?
二輥式穿孔機(jī)主要有帶導(dǎo)輥的穿孔機(jī)、帶導(dǎo)板的穿孔機(jī)和帶導(dǎo)盤的穿孔機(jī),帶導(dǎo)輥的穿孔機(jī)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(dǎo)板的穿孔機(jī)具有孔型封閉好、接觸變形區(qū)長(zhǎng)、穿出的毛管壁厚可以更薄的特點(diǎn)而仍然得到重視;帶導(dǎo)盤的穿孔機(jī)越來越得到發(fā)展,它的特點(diǎn)是:
生產(chǎn)率高,這是由于主動(dòng)導(dǎo)盤對(duì)軋件產(chǎn)生軸向拉力作用,導(dǎo)致毛管軸向速度增加。最快可以達(dá)到3~4支/分;
由于導(dǎo)盤的軸向力作用,使管坯咬入容易一些,減少了形成管端內(nèi)折的可能性,也可以提高壁厚的精度;
導(dǎo)盤比導(dǎo)板有較高的耐磨性,從而減少了換工具的時(shí)間并提高了工具壽命;
三輥式穿孔機(jī)的特點(diǎn)是:
由于三個(gè)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(gè)輥都是驅(qū)動(dòng)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(shí)心管坯時(shí),由于管坯始終受到三個(gè)方向的壓縮,加上橢圓度小,一般在管坯中心不會(huì)產(chǎn)生破裂,即形成孔腔,從而保證了毛管內(nèi)表面質(zhì)量。這種變形方式更適合穿孔高合金厚壁無縫鋼管。三個(gè)軋輥穿孔時(shí)坯料和頂頭容易保正對(duì)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(shí)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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