本發(fā)明涉及無(wú)縫鋼管加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種歐米伽無(wú)縫鋼管的加工工藝。

背景技術(shù)：

歐米伽無(wú)縫鋼管，是核電站用換熱器管，材料為15crmog，形狀如圖1所示，整體呈ω形。歐米伽無(wú)縫鋼管的特殊形狀，由于受加工設(shè)備和工藝的限制，成品無(wú)縫鋼管在規(guī)格、長(zhǎng)度、直線度、扭曲度和表面質(zhì)量上都不如人意，成品效率也較低，因此只能長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，價(jià)格高昂，無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種歐米伽無(wú)縫鋼管的加工工藝，能夠高效、高質(zhì)量的生產(chǎn)歐米伽無(wú)縫鋼管。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：

提供一種歐米伽無(wú)縫鋼管的加工工藝，包括下述步驟：

1）坯料預(yù)加工，選用中頻感應(yīng)加熱器，同時(shí)配置自動(dòng)溫控裝置，自動(dòng)出料遞料裝置，加熱溫度控制在1160~1180℃，保溫時(shí)間2~3分鐘；

2）熱擠壓模具的制造，所述熱擠壓模具包括具有ω形空腔的模腔套，在所述模腔套的正中固定有熱擠壓芯棒，模腔套與熱擠壓芯棒構(gòu)成歐米伽無(wú)縫鋼管的模腔；在歐米伽無(wú)縫鋼管的模腔的中線正上方，開設(shè)有擠壓導(dǎo)流孔，在所述模腔套的邊緣，向內(nèi)設(shè)置有一段緩沖的楔入導(dǎo)程l，導(dǎo)入角α為30°；

3）擠壓前坯料的準(zhǔn)備，坯料經(jīng)外圓車加工，加工后坯料外表光潔、無(wú)氧化皮、結(jié)渣、氣孔的缺陷，坯料的中心打孔；

4）潤(rùn)滑并熱擠壓，坯料自動(dòng)滾涂玻璃粉，熱擠壓芯棒潤(rùn)滑采用氧化石蠟與石灰按照質(zhì)量比1:3混合而成的混合物均勻涂抹，而后進(jìn)行熱擠壓，得到歐米伽鋼管毛管；

5）毛管修磨，進(jìn)行直線度整形，直線度≤1mm/m；

6）去應(yīng)力退火，毛管須進(jìn)行錘頭、縮管、鉆眼工序，后進(jìn)行去應(yīng)力退火，加熱保溫溫度t=700~720℃，保溫時(shí)間不低于2h，隨爐冷卻；

7）酸洗、磷化，毛管進(jìn)行內(nèi)、外表面消除氧化皮酸洗工序，放置在20%質(zhì)量濃度的稀硫酸溶液中，亞鐵離子的含量不高于80g/l，溫度在40~50℃范圍之內(nèi)，放置其中40分鐘以后，每隔5分鐘檢查一次，視表面氧化皮脫落情況、光潔度確定起缸，用清水沖洗，沖洗干凈后放置于清水缸中浸泡5分鐘后，放置在磷化缸中，磷化缸的溫度控制在70~75℃之間，滴入酸性磷酸鹽，毛管在磷化液中反應(yīng)25分鐘，在鋼管表面形成一層磷化膜；

8）冷拔，選用120t調(diào)速拔機(jī)，拔制線速度≤2.5m/分鐘；

9）第二次生產(chǎn)循環(huán)，進(jìn)入第二次生產(chǎn)循環(huán)，去應(yīng)力退火，降低鋼管表面硬度，提高塑性，鋼管酸洗、磷化潤(rùn)滑后，進(jìn)行成品冷拔至成品尺寸；

10）正火處理，在連續(xù)式輥底正火爐中進(jìn)行正火處理，正火溫度為920~940℃，保溫時(shí)間6~8分鐘，通過(guò)電腦程序調(diào)接氣燒三角閥的閥門大小，控制溫度、調(diào)接轉(zhuǎn)速來(lái)控制加熱、保溫時(shí)間；出爐后采用強(qiáng)風(fēng)冷卻，保證冷卻速率≤200℃/秒；

11）校直，在300t液壓校直機(jī)上進(jìn)行鋼管平直度、扭曲度校直，保證直線度≤0.5mm/m，扭曲度≤0.5mm/m；再進(jìn)行切割頭尾，隨后形成成品尺寸，檢測(cè)并包裝入庫(kù)。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述中頻感應(yīng)加熱器的頻率為30khz。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述擠壓導(dǎo)流孔的直徑為15~18mm。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述楔入導(dǎo)程l為5mm。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述熱擠壓模具采用3cr2w8熱作模具鋼制成的。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述毛管在步驟6）去應(yīng)力退火之后的硬度hrb≤85。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述磷化膜為厚0.15mm~0.2mm的致密znhpo3沉淀。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，在步驟10）正火處理后，經(jīng)過(guò)取樣檢測(cè)，鋼管晶粒度須大于6級(jí)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明歐米伽無(wú)縫鋼管的加工工藝，設(shè)計(jì)了專用的熱擠壓模具和特殊工藝參數(shù)，能夠高效、高質(zhì)量的生產(chǎn)歐米伽無(wú)縫鋼管，生產(chǎn)得到的歐米伽無(wú)縫鋼管具有良好的直線度、扭曲度和表面質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是歐米伽無(wú)縫鋼管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中熱擠壓模具的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中熱擠壓模具的剖面圖；

圖4是圖3中ⅰ部分的局部放大圖；

附圖中各部件的標(biāo)記如下：1、模腔套，2、熱擠壓芯棒，3、擠壓導(dǎo)流孔，4、導(dǎo)入口，l，楔入導(dǎo)程，α，導(dǎo)入角。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

一、熱擠壓設(shè)備的設(shè)計(jì)選用。

選用2000噸液壓推力的臥式液壓壓機(jī)，配套液壓蓄能器，保證工進(jìn)速度≥12m/min。

二、坯料加熱設(shè)備的選置。

選用中頻（30khz）感應(yīng)加熱器，同時(shí)配置自動(dòng)溫控裝置，自動(dòng)出料遞料裝置，此加熱器加熱工件的穿透性強(qiáng)，工件內(nèi)外溫差小，氧化皮少，加熱溫度控制在1160~1180℃之間，保溫時(shí)間2~3分鐘，保溫時(shí)間掌控非常關(guān)鍵，時(shí)間不足，坯料均勻性差，擠壓毛坯單偏嚴(yán)重，時(shí)間太長(zhǎng)，則氧化皮厚，玻璃潤(rùn)滑效果差，管坯表面易出現(xiàn)凹坑等缺陷。

三、擠壓模具的設(shè)計(jì)。

如圖2、圖3和圖4所示，歐米伽無(wú)縫鋼管的熱擠壓加工模具，包括具有ω形空腔的模腔套1，在所述模腔套1的正中固定有熱擠壓芯棒2，模腔套1與熱擠壓芯棒2構(gòu)成歐米伽無(wú)縫鋼管的模腔；在歐米伽無(wú)縫鋼管的模腔的中線正上方，開設(shè)有擠壓導(dǎo)流孔3，擠壓導(dǎo)流孔3的直徑為16mm。在所述模腔套1的邊緣，向內(nèi)設(shè)置有一段緩沖的楔入導(dǎo)程l，如圖4所示，所述楔入導(dǎo)程l為5mm，導(dǎo)入角α為30°。模具采用3cr2w8熱作模具鋼制成的。

1、對(duì)不對(duì)稱擠壓工藝來(lái)說(shuō)，擠壓導(dǎo)流孔3的設(shè)置位置、孔徑的大小非常關(guān)鍵，直接影響了毛坯管的直線度、扭曲度和表面質(zhì)量等；

2、模腔套1上，ω形空腔的邊緣具有圓弧導(dǎo)入口4，能夠降低擠壓力，減少模具的損耗，延長(zhǎng)了模具的使用壽命；

3、模具的重心與坯料工件中心的誤差小于0.5mm，生產(chǎn)時(shí)更能保障鋼管的成品率；

4、擠壓模具的外形尺寸，在成品尺寸的基礎(chǔ)上適當(dāng)放寬，空腔部分適當(dāng)放寬12~15mm，實(shí)體下腳放寬5~8mm，壁厚放寬2~4mm，為最佳。

四、擠壓前坯料的準(zhǔn)備。

選用優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼15crmog，坯料直徑≥182mm，須經(jīng)外圓車加工至直徑為180mm，外表光潔、無(wú)氧化皮、結(jié)渣、氣孔等缺陷。坯料的中心打孔，孔的直徑為35mm。

五、坯料表面潤(rùn)滑，后熱擠壓。

采用玻璃粉，坯料自動(dòng)滾涂，芯棒潤(rùn)滑采用氧化石蠟與石灰按照質(zhì)量比1:3混合而成的混合物，進(jìn)行均勻涂抹，而后進(jìn)行熱擠壓，得到歐米伽鋼管毛管。

六、毛管表面檢查修磨。

為了便于冷拔工序，須進(jìn)行直線度整形，直線度≤1mm/m。

七、去應(yīng)力退火。

毛管須進(jìn)行錘頭、縮管、鉆眼工序，后進(jìn)行去應(yīng)力退火，加熱保溫溫度t=700~720℃，保溫時(shí)間不低于2h，隨爐緩慢冷卻，保證有足夠的機(jī)械性能，hrb≤85，有足夠的冷作變形性能。

八、酸洗。

毛管進(jìn)行內(nèi)、外表面消除氧化皮酸洗工序，放置在20%質(zhì)量濃度的稀硫酸溶液中，亞鐵離子的含量不高于80g/l，溫度在40~50℃范圍之內(nèi)，放置其中40分鐘以后，每隔5分鐘檢查一次，視表面氧化皮脫落情況、光潔度確定起缸，用清水沖洗，沖洗干凈后放置于清水缸中浸泡5分鐘后，放置在磷化缸中，磷化缸的溫度控制在70~75℃之間，滴入適當(dāng)?shù)挠坞x酸，毛管在溶液中反應(yīng)25分鐘，在鋼管表面形成一層厚0.15mm~0.2mm的致密znhpo3沉淀，作為肥皂潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)載體，起到潤(rùn)滑作用，保護(hù)鋼管及提高模具壽命。

九、冷拔模具的設(shè)計(jì)。

從毛坯管冷拔至成品尺寸，設(shè)計(jì)為兩個(gè)冷拔道次，由于此異型鋼管為不等邊變形，每套模具的導(dǎo)入角角度、內(nèi)模大小，決定影響著外形尺寸及壁厚尺寸的變化，每次的冷拔變形系數(shù)控制在δ=1.5-h之間為最佳。

十、冷拔拉機(jī)的選用。

選用120t調(diào)速拔機(jī)，拔制線速度≤2.5m/分鐘，有利于歐米伽鋼管的橫向、縱向充分變形，鋼管在變形過(guò)程中不受損傷，模具不過(guò)熱碎裂。

十一、第二次生產(chǎn)循環(huán)。

進(jìn)入第二次生產(chǎn)循環(huán)，去應(yīng)力退火，降低鋼管表面硬度，提高塑性，鋼管酸洗、磷化潤(rùn)滑后，進(jìn)行成品冷拔至成品尺寸。

十二、正火處理。

在連續(xù)式輥底正火爐中進(jìn)行正火處理，正火溫度為920~940℃，保溫時(shí)間6~8分鐘，通過(guò)電腦程序調(diào)接氣燒三角閥的閥門大小，控制溫度、調(diào)接轉(zhuǎn)速來(lái)控制加熱、保溫時(shí)間。出爐后采用強(qiáng)風(fēng)冷卻，保證冷卻速率≤200℃/秒。經(jīng)過(guò)取樣檢測(cè)，晶粒度須大于6級(jí)，抗拉屈服、擴(kuò)口、壓扁等機(jī)械性能復(fù)合國(guó)標(biāo)。檢測(cè)合格后，進(jìn)入下道工序。

十三、校直。

在300t液壓校直機(jī)上進(jìn)行鋼管平直度、扭曲度校直，保證直線度≤0.5mm/m，扭曲度≤0.5mm/m；再進(jìn)行切割頭尾，隨后進(jìn)行成品尺寸，表面渦流探傷檢測(cè)，水壓承載檢測(cè)。

十四、所有檢測(cè)完成，合格，打包入庫(kù)。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。