超薄壁管是指直径与壁厚之比在100以上的管材。超薄壁管主要用作弹性元件波纹管的坯料或换热管坯料等。它的生产方法有冷轧、冷拔和旋压等方法。轧制法一般生产率较高,尺寸精度高,表面质量好,广为采用。
1954年苏联研制的多辊式冷轧管机适于轧制超薄壁管,在这种轧机上,可以轧制最小壁厚0.03mm的管材。
在多辊冷轧管机上轧制超薄壁管的关键有3点:
(1)减径量不能过大,LD-30一般小于1mm,LD-15小于0.5mm;
(2)轧辊开口角不能过大,否则会出现轧出的管子呈竹节状;如果开口角过小,会出现棱面,影响管子精度;
(3)轧制成品道次管材不能过硬,即在成品前道次应该退火。
用冷拔管法生产超薄壁管时,一般均采用超声波振动(见超声波振动拔管),无超声波振动拔管生产的管子直径与壁厚之比不超过50,而带超声波振动时可达500。
在多机架的减径机中对空心荒管进行的不带芯棒、不带张力的连轧工序,目的是获得小直径的长管材,以扩大产品规格和提高机组生产能力。无张力减径机和纵轧定径机(见管材定径)相同,但减径机的机架数目多达15~22架。
减径机轧制空心荒管的过程如图1所示。管子喂入轧辊后与孔型侧壁abcd四点接触,之后产生压扁变形。压扁变形是指管子截面积不变化,仅形状由圆变为椭圆,属于塑性弯曲。到管子与孔型壁相接触时压扁停止,减径变形开始,直至管子离开变形区。无张力减径机每架变形量较小,一般延伸系数不超过1.03~1.055。轧制薄壁管时变形过大会产生轧折缺陷。(图2)
经无张力减径后管壁要增厚,减径前后的壁厚关系可用以下经验公式确定:
对于壁厚小于15mm的成品管
S0=S[1-0.0044(D0-D)]
对于壁厚大于15mm的成品管
S0=S-(D0-D)/14.9
式中D0、D分别为减径前后管子的直径;S0、S分别为减径前后的壁厚。用上式求出的壁厚变化值含有平均值的意义,因为实际壁厚变化沿孔型周边的分布是不均匀的,如图3所示。由图3可见,增厚值以辊缝处(Ⅲ一Ⅲ截面) ,孔型顶部(I—I截面)最小,在45。方向(Ⅱ一Ⅱ截面)次之。由于减径机为连轧机,成品管最终的壁增厚由各架累积而成,累积后壁厚分布是45。方向处壁厚最小。(见图4)
精密钢管生产工艺:
在冷轧冷拔管机组上在室温下用轧制和拉拔方式对管材进行的冷加工,属于热轧管(包括热挤压的管材)和焊接管的深度加工。它可以获得直径更小、壁厚更薄、尺寸精度更高、表面粗糙度更低和性能更好以及多种断面形状的管材。用冷拔法可生产直径0.2~765mm和壁厚0.015~50mm的各种管材。用冷轧法可生产直径4~450mm和壁厚0.03~35mm的各种管材。
冷拔与冷轧相比较,冷轧的优点是道次变形量大,加工道次少,生产周期短和金属消耗小。缺点是工具制造较困难,变更规格不方便。生产灵活性差,设备投资高及维护较复杂;由于是周期轧制,轧制时间长,生产力较低,能耗高。冷拔的优点是生产力较高,生产中变规格较方便,灵活性大,设备和工具制造简单;缺点是道次变形量小,加工道次多,生产周期长,金属消耗大。
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无缝精密钢管标准
无缝精密钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。精密钢管具有中空截面,大量用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。精密钢管与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用精密钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时,如滚动轴承套圈、千斤顶套等,目前已广泛用精密钢管来制造。精密钢管还是各种常规武器不可缺少的材料,枪管、炮筒等都要精密钢管来制造。精密钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下,圆面积 ,用圆形管可以输送更多的流体。此外,圆环截面在承受内部或外部径向压力时,受力较均匀,因此,绝大多数精密钢管是圆管。
但是,圆管也有一定的局限性,如在受平面弯曲的条件下,圆管就不如方、矩形管抗弯强度大,一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型精密钢管。
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