精密鋼管斜軋延伸
用斜軋方式進行的毛管軋制工藝。斜軋延伸分二輥斜軋延伸和三輥斜軋延伸兩類。主要在阿塞爾(Assel)和特朗斯瓦爾(Transval)三輥軋機以及狄舍爾(Diescher)和改進型狄舍爾(Accu-Roll)二輥軋機(見圖)上進行。斜軋延伸所以獲得發展是因為它具有獨特的優點,如軋出的管子尺寸精度很高,設備和工藝過程簡單,能靠分散變形的積累而獲得大變形量等。
在阿塞爾軋機上進行的斜軋延伸主要用于軋制高n精度的厚壁管(D/S≥11~12),生產薄壁管則比較困難,原因是:由于變形孔型由3個軋輥構成,密閉性差,軋制薄壁管尾端時容易出現尾三角。為了能在三輥延伸機上軋制薄壁管,發明了在軋制過程中可以回轉軋機牌坊的特朗斯瓦爾軋機。軋制尾端時利用回轉牌坊迅速將前進角(軋輥軸線與軋制線問夾角)減小,一方面降低軋制速度,另一方面放大軋輥脊部內接圓直徑,使尾端壁厚增加,提高管子穩定性,防止出現尾三角。也可在軋制即將結束時采取快開輥方式增加管端壁厚。采取這些措施后D/S可達30,小壁厚為2.5mm,但缺點是尾端切頭量增加。為此又發明了在線外預先減小毛管尾端壁厚后再進行毛管延伸的方法,這樣既防止了尾三角出現,又減少了切尾端長度。
在狄舍爾軋機上的斜軋延伸時,由兩個主動旋轉的導盤作為導向工具,與長芯棒和桶形軋輥一起構成變形區。導盤圓周速度大于管子軸向運動速度,導盤給予金屬軸向拉力,有利于軋制薄壁管。改進型狄舍爾軋機使用錐形軋輥和限動芯棒,由于軋輥軸向速度與軋件速度相一致,金屬變形更為合理。此外,中國北京科技大學研制成功一種拉力芯棒斜軋延伸機,軋管時芯棒軸向運動速度大于管材軸向運動速度,通過芯棒給予管材軸向拉力和用導板密封變形區可軋制內表面粗糙度低的薄壁管。
精密鋼管二輥斜軋穿孔坯料的生產
在由兩個同向旋轉且輥軸交叉傾斜的軋輥、兩塊導板(或導盤)以及頂頭構成的孔型中把實心管坯穿軋成空心毛管的工序(見管坯穿孔)。1884年由德國曼內斯曼(R.&M.Mannesmann)兄弟發明。他們在鍛道圓坯的實踐中發現,圓坯在邊旋轉邊壓縮的過程中,中心會出現破裂,形成不規則的小孔——孔腔(cav1ty),由此得到啟發,設想用二輥斜軋法來生產無縫管。開始采取無頂頭斜軋,獲得的管子內孔很小且很粗糙,不能應用,后來改為加頂頭斜軋獲得了成功。后人又對導向工具、軋輥形狀和數量等做了改進,相繼出現了帶導盤的二輥斜軋穿孔、三輥斜軋穿孔、菌式穿孔機穿孔以及盤式穿孔機穿孔等。
二輥斜軋穿孔機的變形區大致可分為4個區域(見圖)。
1區主要作用是為穿孔做準備和順利地實現一、二次咬入(見斜軋穿孔原理)。由于軋輥入口錐表面有錐度,沿穿孔方向(軸向)前進的管坯逐漸在徑向受壓縮,被壓縮部分的金屬一部分向橫向(導板方向)流動,使坯料斷面由圓形變成橢圓形,而表層金屬向軸向延伸,因此在坯料前端會形成一個喇叭口狀的凹陷,此凹陷和定心孔一起保證了穿孔時頂頭鼻部對準坯料中心,以減小毛管前端的壁厚不均。
Ⅱ區為穿孔區。主要作用是穿孔,即使實心坯變成空心的毛管。該區從金屬與頂頭相遇開始到與頂頭圓錐帶始端接觸為止,主要是壓縮壁厚,被壓縮的金屬向橫向和縱向流動,但橫向流動受到導板的限制,所以縱向延伸變形是主要的。在穿孔機上穿孔毛管可有很大的延伸系數, 到5以上,這是斜軋穿孔的特點。
Ⅲ區為展軋區。該區頂頭母線和軋輥母線近似平行,主要作用是展軋(均整)管壁,改善管壁的尺寸精度和內外表面質量。
Ⅳ區為轉圓區。該區的作用是靠軋輥旋轉加工把橢圓形的軋件轉圓。該區長度很短,變形屬塑性彎曲變形
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