CN101503781A - 起重机臂架用管及制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种起重机臂架用管，选择了低C高Mn并适量添加W、V、Cr、Mo的合金化路线，根据臂架用管的加工和使用要求，对钢的化学成分进行如下设计，成分以质量％计，具体有：C：0.14～0.18、Si：0.20～0.50、Mn：1.20～1.50、P：≤0.020、S：≤0.010、W：0.40～0.80、V：0.03～0.08、Al：0.015～0.05、Cr：0.50～0.90、Mo：0.30～0.50、Ni：≤0.40，其余部分为Fe及不可避免的杂质。钢坯冶炼采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+水平或者弧形连铸。钢坯加热分预热、加热、均热过程，总加热时间控制在80～100min。成品钢管进行调质热处理，其工艺为：淬火温度：920±10℃，保温时间10～20min，水淬；回火温度：620±10℃，保温时间40～60min。
Description
技术领域
本发明涉及一种起重机臂架用管及制造方法，特别是液压履带式起重机的组合臂架用管及制造方法。
背景技术
液压履带式起重机的组合臂架，是液压履带式起重机承载和输送的关键部位，臂架由3m～12m的无缝钢管焊接好一节节组合而成，最大吊重能力达350～1200t，吊重高度可达226m，最大工作半径为164m。因此对钢管的要求非常高，不但需要有高强度、高韧性，同时还必须有良好的焊接性能。
作为起重机臂架用管，对钢管的材质没有明确的要求，但要有足够的强度并具有很好的焊接性能，国外多采用C-Mn-W-V系列钢生产。为了改善钢的焊接性能，提高冲击韧性和抗低温性能，一般采用降低C、S、P含量和采用较高含量的合金化元素，C含量控制在0.28％以下甚至更低。为了补偿降低碳含量对钢强度的影响，利用Mn、Si、Cr、Ni、Mo等元素的固溶强化及W、V、Ti等微合金化元素的析出强化和细晶强化。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的起重机臂架用管。
本发明的技术方案是：一种起重机臂架用管，选择了低C高Mn并适量添加W、V、Cr、Mo的合金化路线，根据臂架用管的加工和使用要求，对钢的化学成分进行如下设计，成分以质量％计，具体有：C：0.14～0.18、Si：0.20～0.50、Mn：1.20～1.50、P：≤0.020、S：≤0.010、W：0.40～0.80、V：0.03～0.08、Al：0.015～0.05、Cr：0.50～0.90、Mo：0.30～0.50、Ni：≤0.40，其余部分为Fe及不可避免的杂质。
在上述成分中，C含量控制在0.14～0.18，低碳的目的是为提高焊接性能；Mn含量控制在1.20～1.50，起固溶强化作用，可提高钢的强度；少量添加W、Mo、Cr，起固溶强化作用；Al在冶炼过程中添加作脱氧剂，并可细化晶粒；V起弥散强化作用。
本发明的另一目的是提供一种新的起重机臂架用管制造方法，它包括钢坯冶炼工艺流程和制管工艺流程：
一、钢坯冶炼工艺流程
电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+水平或弧形连铸。钢坯冶炼采用优质生铁配碳，同时配入10％的海绵铁，其余采用优质废钢补充，在冶炼过程中每吨钢水添加碳粉10～15kg、铝丝2.5～3.5m及钙丝3～4m以去除钢水中杂质，并进行真空脱气，在浇注时吹氩保护，提高钢的纯净度。
二、制管工艺流程
坯料检验修磨→锯切下料→环形炉加热→锥形辊穿孔→6机架连轧→步进炉再加热→高压水除鳞→张力减径→冷床冷却→冷拔，小径管增加冷拔工序→中切，既切头尾→收集→人工检验→成品调质热处理→在线带温矫直→取样检测理化性能→切定尺→涡流探伤→人工检验→分选→喷字→包装入库
钢坯加热分预热、加热、均热过程，总加热时间控制在80～100min左右，并合理分配各段的时间，以防止加热不均及出现加热缺陷，其中：预热15～20min、加热30～40min、均热35～40min。
轧管采用锥形辊穿孔、多机架纵轧方式(小径管增加冷拔工序)，各工序合理分配变形量，有效地避免了裂纹等缺陷。
成品钢管进行调质热处理。工艺：淬火温度：920±10℃，保温时间10～20min，水淬；回火温度：620±10℃，保温时间40～60min。
本发明提供的起重机臂架用管几何尺寸精度见表1。
表1 钢管的尺寸精度
| 检测项目 | 外径精度 | 壁厚精度 |
| 要求 | ±1％D | -10％/+12.5％ |
| 实际范围 | ±0.75％D | -10％/+10％ |
本发明提供的起重机臂架用管力学性能见表2。
表2 钢管的力学性能
| 检测项目 | Rel/PMa | Rm/PMa | A/％ | Akv(-20℃)/J |
| 要求 | ≥890 | 960～1100 | ≥14.0 | ≥55 |
| 实际范围 | 953～998 | 995～1052 | 16.2～17.0 | 80～102 |
| 国外实物数据 | 960 | 1040 | 16.5 | / |
本发明制造的起重机臂架用管合理控制钢中C、Mn含量，添加适当的Cr、Mo、V、W、Nb等合金元素，既提高钢的强度和韧性，又满足其焊接性能的要求；通过合理的热处理制度，使成品获得较高的综合性能，并保证钢管表面质量。
具体实施方式：
实施例，一种起重机臂架用管，成分以质量％计，其具体化学成分见表3，其余部分为Fe及不可避免的杂质。
表3 实物化学成分
一种起重机臂架用管生产方法，它包括钢坯冶炼工艺流程和制管工艺流程：
一、钢坯冶炼工艺流程
电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+水平或弧形连铸。钢坯冶炼采用优质生铁配碳，同时配入10％的海绵铁，其余采用优质废钢补充，在冶炼过程中每吨钢水添加碳粉12心、铝丝3m及钙丝3.5m以去除钢水中杂质，并进行真空脱气，在浇注时吹氩保护，提高钢的纯净度。
二、制管工艺流程
坯料检验修磨→锯切下料→环形炉加热→锥形辊穿孔→6机架连轧→步进炉再加热→高压水除鳞→张力减径→冷床冷却→冷拔，小径管增加冷拔工序→中切，既切头尾→收集→人工检验→成品调质热处理→在线带温矫直→取样检测理化性能→切定尺→涡流探伤→人工检验→分选→喷字→包装入库
钢坯加热分预热、加热、均热过程，总加热时间控制在80～100min左右，并合理分配各段的时间，以防止加热不均及出现加热缺陷，其中：预热15～20min、加热30～40min、均热35～40min。
轧管采用锥形辊穿孔、多机架纵轧方式(小径管增加冷拔工序)，各工序合理分配变形量，有效地避免了裂纹等缺陷。
成品钢管进行调质热处理。工艺：淬火温度：920±10℃，保温时间10～20min，水淬；回火温度：620±10。C，保温时间40～60min。
本实施例中提供的起重机臂架用管尺寸及力学性能见表4。
表4 实物尺寸及力学性能
| 炉号 | 规格 | 外径精度 | 壁厚精度 | Rel/PMa | Rm/PMa | A/％ | Akv(-20℃)/J |
| 0726187 | Φ101.6×10 | 101.2～101.9 | 9.3～10.4 | 983 | 1036 | 16.0 | 88 |
Claims (2)
1、一种起重机臂架用管，其特征是：成分以质量％计，具体有：C：0.14～0.18、Si：0.20～0.50、Mn：1.20～1.50、P：≤0.020、S：≤0.010、W：0.40～0.80、V：0.03～0.08、Al:0.015～0.05、Cr：0.50～0.90、Mo：0.30～0.50、Ni：≤0.40，其余部分为Fe及不可避免的杂质。
2、一种如权利要求1所述的起重机臂架用管的制造方法，其特征是：钢坯冶炼采用电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+水平或者弧形连铸，钢坯冶炼采用优质生铁配碳，同时配入10％的海绵铁，其余采用优质废钢补充，在冶炼过程中每吨钢水添加碳粉10～15kg、铝丝2.5～3.5m及钙丝3～4m以去除钢水中杂质，并进行真空脱气，在浇注时吹氩保护，提高钢的纯净度；
钢坯加热分预热、加热、均热过程，总加热时间控制在80～100min，其中：预热15～20min、加热30～40min、均热35～40min；
成品钢管进行调质热处理，其工艺为：淬火温度：920±10℃，保温时间10～20min，水淬；回火温度：620±10℃，保温时间40～60min。
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