不锈钢异径管冷挤压缩径成形

作者: 来源:原创 日期:2017-12-11 1:13:57 人气:50

    不锈钢异径管是应用于石油、化工等装置中的重要不锈钢管件。本文介绍了采用冷挤压缩径成形制造不锈钢异径管的工艺,对变形量、变形角度、材料规格的选择及模具设计要素等进行了讨论。

1概述

    不锈钢异径管也称大小头,是石油、化工等装置中的一种重要不锈钢管件,用在管路的变径处.它可分为同心异径管和偏心异径管两种形式。

    一些过大口径的不锈钢异径管因无缝钢管直径的限制,一般采用钢板卷焊的成形方法;无缝管加工不锈钢异径管也有缩径,扩径或缩、扩径同时进行的成形方法,但采用最多的是冷挤压缩径成形。因不锈钢异径管成形工艺操作简单,制造成本低,适用于大批量生产.

    一些过大口径的不锈钢异径管因无缝钢管直径的限制,一般采用钢板卷焊的成形方法;无缝管加工不锈钢异径管也有缩径,扩径或缩、扩径同时进行的成形方法,但采用最多的是冷挤压缩径成形。因不锈钢异径管成形工艺操作简单,制造成本低,适用于大批量生产。

2工艺流程

冷挤压不锈钢异径管是采用无缝钢管下料后在压力机上由成形模次或数次挤压成形的。产品的主要工艺流程包括切料、成形、热处理等工序。

    如果材料为不锈钢,则涂漆工序为酸洗钝化。

3冷挤压成形工艺

    将按规定长度切割的管段放在成形模上,冲头向下运动,将己成形的不锈钢异径管从模具中顶出。

    不锈钢异径管质量的高低主要决定于成形质量的高低,而成形质量的高低又受诸如变形量、变形角度、材料、模具、润滑等因素的制约。下面对这个问题进行讨论。

3.1变形量

    用缩孔系数Ks表示变形量,对于同心不锈钢异径管,缩孔系数Ks:

    Ks=D2/D1

    对于偏心不锈钢异径管,缩孔系数Ks:

Ks=h/H

    一般来讲,同心不锈钢异径管缩孔系数Ks0.7,即大于或等于0.7时可一次成形,若小于0.7则需两次或多次成形.对于偏心不锈钢异径管,因其不是一个正锥体,故缩孔系数要比同心不锈钢异径管的缩孔系数小,一般为Ks0.6

3.2变形角度

    缩孔系数Ks表示了不锈钢异径管直径的变形程度,可用来粗略估计一次成形的可能性。实际生产中影响成形的因素很多,而其中一些因素是不能改变或很难改变的,如产品的高度己由产品标准做出了规定,就不能改变.对于用缩径方法加工不锈钢异径管来说,能否一次成形,其关键因素之一是变形角度的大小.

    理论上讲,缩径变形的极限角度是45°,但以缩径方法用钢管加工不锈钢异径管来说,40°时已基本上达到了缩径极限。实际生产中一次成形的变形角度见表1,对于小口径和厚壁管取大值,反之取小值。超过了这一限度

3. 3材料规格

    材料规格可根据不锈钢异径管产品标准中规定的大端外径和壁厚选取.

    挤压过程中,管段因缩径,总长度略有伸长,但伸长量很小,可不予考虑。

3.4模具设计

    模具设计的主要依据是产品的外形和尺寸。不锈钢异径管的产品标准中规定了大端外径D,、小端外径D2和长度L(3).尺寸须由制造单位自行设计。在确定尺寸时要考虑不能过长,否则将减小斜面的高度,使变形角度增大,不易成形。同时要考虑不能过短,否则两端直边不明显,既不易测量外径,又影响产品外形的美观。

   同时,在模具设计时必须考虑尽量按产品变径档次进行模具设计,在变形角度许可的情况下,最大限度地减少模具数量,使每件成形模既能挤压符合产品标准规定的产品,又可作为继续变径的半成品模具.做到一模多用,从而达到节约制造成本的目的。

    模腔内表而粗糙度应不低于0.8。为保证顺利挤压,模腔内斜而应平直,不得有凹凸现象。不论是同心不锈钢异径管成形模还是偏心不锈钢异径管成形模.其任一处的横断面均应为圆。

3.5设备选择

    冷挤压缩径成形不锈钢异径管的设备,一般多采用四柱式液压机。这种设备适用干加工各种口径的不锈钢异径管.所需挤压力受模具表面粗糙度、管段表面质量、缩径角度、润滑情况及材料的外径、壁厚、强度等许多因素的影响,难以用一个精确的公式确定。

3.6润滑

    选择好适用的润滑剂能达到降低挤压力,延长模具寿命,提高产品表面质量的效果。冷挤压缩径成形不锈钢异径管的润滑剂常用种类及适用的变径范围参见表挂。使用时将润滑剂涂刷在管段外表面。

    挤压变径过大的不锈钢异径管,需要变径次数大于两次时,一般要对半成品进行中间退火,以消除冷作硬化现象,防止小端口部开裂而造成产品报废。

    对变径过大的不锈钢异径管.为降低挤压力或防止缺陷产生,可对其半成品的小端内表面进行切削,切削掉因缩径挤压而增厚的多余壁厚,再进行挤压;或在挤压前对管段进行管壁切削,将一端的壁厚按小端壁厚厚度进行切削,预先除去多余的壁厚.切削时,从切削端逐渐减少切削量至管段总长的三分之二处结束.