精密钢管挤压
用挤压方法生产管材。挤压管材的品种和规格达2500余种。在大型立式挤压机上挤压的铝管 外径达1500mm的铝管。在200MN卧式挤压机上可获得外径小于或等于1000mm的管材。采用轮靴式挤压机(见连续挤压)可挤出≠5mmX0.4mm的细管材。
挤压方法
管材可采用正向挤压、反向挤压和联合挤压法生产,但联合挤压法目前较少应用。在管材正向挤压中,广泛应用的是空心锭一穿孔针法(图a)、实心锭一穿孔针法(图b)和实心锭焊合挤压法(见组合模挤压)。
空心锭正向挤压时,由于被挤压金属同穿孔针之间存在摩擦力,减少了内层金属的超前流动,金属流动比较均匀。此外,锭坯中心为穿孔针占据,不会产生挤压缩尾。采用实心锭一穿孔针法时,穿孔过程分为4个阶段。第1阶段为准备阶段即填充阶段,第2阶段为开始穿孔阶段,第3阶段为剧烈穿孔阶段,第4阶段为穿透阶段。针尖一旦进入模孔工作带,穿孔过程即告结束。采用实心锭坯的穿孔挤压具有如下优点:工序少,周期短,几何废料少,成本较低;金属流动均匀,管材组织性能均匀,成品率高;产品内外表面质量好;穿孔针不需要润滑;工模具设计和制造都比组合模挤压简单,使用寿命也较长。在管材生产中,穿孔挤压仍存在较大的局限性,多用于挤压管坯毛料和挤压熔点较低的合金管材,且只适用于短锭、高温、慢速挤压工艺。在带随动针的小挤压机上挤压以及挤压长管、大直径管和异形薄壁管时,采用穿孔挤压则相当困难。采用焊合法挤压管材时可用舌形模和平面组合模在各种型式的挤压机上将实心锭坯挤压成管材。由于组合模针短,牢固地固定于模子中间,采用焊合法可挤压内径小、壁厚薄、精度高、内表面质量好的管材。然而此法只适用于在正常的挤压温度下易成形的金属和合金,如工业纯铝、铝-锰及铝-镁-硅系合金,在某些情况下也可以挤压铝-镁合金。
精密钢管的分类
钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种钢材多样,其主要方法有如下七种:
1、钢材按品质分类
(1) 普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)
(2) 优钢材质钢(P、S均≤0.035%)
(3) 高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
2.、按化学成份分类
(1) 碳素钢:钢材a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25-0.60%);c.高碳钢(C≤0.60%)。
(2) 合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量≤5%);b.中合金钢(合金元素总含量>5-10%);c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。
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精密钢管清洗及保养:
5、锈斑
制作前或制作过程中有时会看到精密钢管产品或设备上生锈,这说明表面受到严重污染。设备投入使用前必须把锈掉,彻底清理过的表面应通过铁试验和/或水试验进行检验。
6、粗糙的研磨和机加工
研磨和机加工都会造成表面粗糙,留有凹槽,重叠和毛刺等缺陷。每种缺陷也可能使金属表面损伤到一定深度,以至于受损伤的金属表面无法通过酸洗,电抛光或喷丸等方法清理掉。粗糙表面能够成为发生腐蚀和沉积生成物的发源地,重焊前清理焊缝缺陷或多余的焊缝加强高都不能用粗磨进行研磨。对后一种情况,应再用细磨料研磨。
7、焊接引弧斑痕
焊工在金属表面引弧时,会造成表面粗糙缺陷。保护膜受损,留下潜在的腐蚀源。焊工应在已经焊好的焊道上或在焊缝接头的侧边引弧。然后将引弧痕迹熔入焊缝中。
8、焊接飞溅
焊接飞溅与焊接工艺有很大关系。例如:GTAM(气体保护钨极电弧焊)或TIG(惰性气体保护钨极焊)没有飞溅。但是,采用GMAW(气体保护金属电弧焊)和FCAW(带焊剂芯的电弧焊)两种焊接工艺时如果焊接参数使用不当会造成大量飞溅。出现这种情况时,必须调整参数。如果要解决焊接飞溅的问题,焊接前应在接头的每一边涂上防溅剂,这样可以飞溅物的附着力。焊完后可以很容易地将这种防溅剂及各种飞溅物清理掉,可不损伤表面或带来轻损伤。
精密钢管超声波振动拔管
在对拔管模或芯棒或同时对两者施加超声波振动的条件下进行的管材冷拔。超声波振动拔管原理是将高频电谐振通过换能器转换成机械振动,并将振动能量通过聚能器传播到变形区中,改变金属变形的性质和应力状态,系统框图如图1。实用的振动外模的声传递系统如图2。采用这一传声系统是为了换模方便和不增加锤头长度。振动芯棒的声传递系统如图3。
图1超声波振动拔管系统框图
图2实用声波传递系统
1一外模;2一外套;3固定点;4聚能器;5一振子
图3拔制内凸筋管时超声振动芯棒系统
1、2、3-换能器;4、5、6-聚能器;7-压力轴承8-拉杆;9-芯棒;10-外模;11-管料