CN102463269A - 无缝钢管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝钢管的制造方法，用于制造奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢，包含如下步骤：1)对坯料进行第一次酸洗；2)对酸洗过的坯料进行修磨、轧拔联合、去油；3)判断是否满足成品要求，如否则进行中间品固溶热处理、矫直、酸洗并重复第2步；4)如是则进行成品固溶热处理、矫直和成品定切；5)将成品进行酸洗；所述的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度介于1010℃至1150℃之间，并快速冷却，其中，中间品固溶热处理的温度介于1040℃至1150℃之间；成品固溶热处理的温度介于1020℃至1100℃之间。本发明提供一种节约能源、工序简单的无缝钢管的制造方法，解决了现有技术问题，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，使其抗拉强度R_m≥540Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥240Mpa，断后伸长率A≥40％，洛氏硬度HRB≤90；为一道工序做好组织准备，酸洗后更能达到光洁的表面质量，表面粗糙度Ra≤1.00μm。

Description

无缝钢管的制造方法

技术领域

本发明涉及一种无缝钢管的制造方法，特别是涉及一种奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢的制造方法。

背景技术

无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。无缝钢管因具有中空截面，所以大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。无缝钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，还广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等，用无缝钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用无缝钢管来制造。无缝钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要无缝钢管来制造。

奥氏体不锈钢一般因为其优异的耐腐蚀性能，常被来制作无缝钢管。但现有技术下，奥氏体不锈钢一般没有良好的切削性能和抗高温粘结性能。303Se是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢提高切削性能和抗高温粘结性能。最适用于自动车床。螺栓和螺母。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种节约能源、工序简单的无缝钢管的制造方法，解决了现有技术问题，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，使其抗拉强度R_m≥540Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥240Mpa，断后伸长率A≥40％，洛氏硬度HRB≤90，为一道工序做好组织准备，酸洗后更能达到光洁的表面质量，表面粗糙度Ra≤1.00um。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种无缝钢管的制造方法，用于制造奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢，包含如下步骤：

1)进行第一次酸洗；

2)对酸洗过的坯料进行修磨、轧拔联合、去油；

3)判断是否满足成品要求，如否则进行中间品固溶热处理、矫直、酸洗并重复第2步；

4)如是则进行成品固溶热处理、矫直和成品定切；

5)将成品进行酸洗；

所述的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度介于1010℃至1150℃之间，并快速冷却，其中，中间品固溶热处理的温度介于1040℃至1150℃之间；成品固溶热处理的温度介于1020℃至1100℃之间。

作为本发明一个较佳实施例，所述的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度为1080℃。

作为本发明一个较佳实施例，所述的奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢包含：

重量百分比为不超过0.15％的C；

重量百分比为不超过1.0％的Si；

重量百分比为不超过2.0％的Mn；

重量百分比为不超过0.02％的P；

重量百分比为不超过0.06％的S；

重量百分比介于17.0％至19.0％的Cr；

重量百分比介于8.0％至10.0％的Ni；

重量百分比为超过0.15％的Se；

及余量的Fe。

作为本发明一个较佳实施例，所述的奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢还可以包含：重量百分比为1.0％的Mo。

作为本发明一个较佳实施例，所述的轧拔联合处理中，小变形量λ的范围为1.15-1.55。

作为本发明一个较佳实施例，所述的对坯料进行第一次酸洗步骤前还有一个材料检验步骤，所述的材料检验步骤包含尺寸检验、表面检验、质量检验、化学成份检验。

作为本发明一个较佳实施例，所述酸洗处理中的酸洗液采用8％-10％氢氟酸和17％-21％硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60℃。

作为本发明一个较佳实施例，所述的成品酸洗步骤后还有一个成品检验步骤。

作为本发明一个较佳实施例，所述的成品检验包括表面检验、水压试验、涡流探伤、超声波探伤、晶间腐蚀试验、晶粒度、拉力试验、扩口试验、压扁试验、硬度测试、碳硫分析等试验。

由于采用了上述技术方案，使得本发明具有以下优点：经过多次修磨、轧拔联合、去油、固溶热处理、矫直、酸洗等工序，产品品质保证；能够完全达到此钢种包含的优越性能。本发明提供一种节约能源、工序简单的无缝钢管的制造方法，解决了现有技术问题，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，使其抗拉强度R_m≥540Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥240Mpa，断后伸长率A≥40％，洛氏硬度HRB≤90，为一道工序做好组织准备，酸洗后更能达到光洁的表面质量，表面粗糙度Ra≤1.00um。主要应用于石油、电子、化工、医药、轻纺、食品、机械、建筑、核电、航空航天、军工等行业。

附图说明

附图1为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1，材料检验S01指对原料进行检验，包含尺寸检验、表面检验、质量检验、化学成份检验等。

第一次酸洗S02，酸洗处理中的酸洗液采用8％-10％氢氟酸和17％-21％硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60℃，此处的酸洗液，能彻底去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物，表面质量优秀，表面粗糙度Ra能达到1.00um，在钢管内外生成一层致密的氧化物保护膜，提高不锈钢抗腐蚀能力，提高不锈钢抗腐蚀能力。不引起金属材料变形，成才率高，酸洗时间短，提高了生产效率。

修磨S03，是将原料上的缺陷(裂纹，发纹等)处打磨掉，便于后续加工设备对无缝钢管进行，提高成材率和表面质量。

轧拔联合S05，小变形量λ＝1.15-1.55，是指通过用冷轧、冷拔的方法加工原料，使原料形成钢管型的方法，在加工的工程中，可以在冷轧工艺中加入冷轧油，加入冷轧油后，可以有效降低磨擦系数，提供相应的轧制力，轧制能耗低，获得满意的轧制参数；使表面光亮度高、轧延厚度均匀；冷却效果好，能迅速带走轧制热，保护轧辊及轧件；有短期的防锈性能，可提供轧件临时防锈保护。冷拔就是在不加热的情况下对金属用冷拔机拔长，拔前也需要润滑。冷轧和冷拔都不需要加热，使工艺不用在高温下进行，节约能源。

去油S06，因为轧拔联合中常需要润滑、加入冷轧油等辅助材料，所以需要一个将这些辅助的油进行去除，方便后续生产，提高表面质量。

中间品固溶热处理S07指将中间品加热至介于1040℃至1150℃之间，最佳温度为1080℃，此温度下能使力学性能达到最佳点(标准参数的1.1-1.2倍)，细化晶粒，消除应力，提高的韧性及延伸性，改善机械性能，综合机械性能好，中间品比成品固溶温度稍高一些，保温时间长些，保持一定的时间后，快速冷却到室温的操作。在此温度下进行固溶热处理，有助于提升钢管的品质。经过中间品固溶热处理步骤后，无缝钢管的硬度会较低，但是具有很高的加工硬化能力以及优良的耐磨性和韧性，不仅便于后续的操作，而且在后续加工的过程中硬度也会不断加强。使得钢管成份均与化，细化晶粒，消除应力，提高了韧性及延伸性，改善机械性能，综合机械性能好。为下一道工序做好组织准备，酸洗后更能达到光洁的表面质量。

矫直S08是指是指对无缝钢管的形状缺陷进行的矫正，在轧拔联合步骤后进行热处理，无缝钢管会产生一定的形变，所以需要对无缝钢管进行矫直，矫直方法可以为压力矫直、辊式矫直(包括直辊矫直和斜辊矫直)、张力矫直和拉伸弯曲矫直。

酸洗S09指对生产的无缝钢管利用酸溶液去除其表面上的氧化皮和锈蚀物的方法。本发明实施例中使用的酸洗液采用8％-10％氢氟酸和17％-21％硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60℃，对钢管原料进行酸洗。此处的酸洗液，能彻底去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物，表面质量优秀，表面粗糙度Ra能达到1.00um，在钢管内外生成一层致密的氧化物保护膜，提高不锈钢抗腐蚀能力，提高不锈钢抗腐蚀能力。不引起金属材料变形，成才率高，酸洗时间短，提高了生产效率。

成品固溶热处理S10，成品固溶热处理S10是将无缝钢管加热至介于1020℃至1100℃之间，最佳温度为1080℃，此温度下能使力学性能达到最佳点(标准参数的1.1-1.2倍)，细化晶粒，消除应力，提高的韧性及延伸性，改善机械性能，综合机械性能好，保温时间与无缝钢管壁厚之间的关系为(3-4)min/mm，其中mm表示壁厚的单位毫米，min表示保温时间的单位分钟，保温时间在此基础上一般为3-4倍的壁厚。经过上述半成品和成品固溶热处理后，尤其在适宜的温度下，制造的钢管能充分发挥此钢种的优异性能。

成品定切S11是将无缝钢管切成要求的尺寸。

成品酸洗S12是对无缝钢管利用酸溶液去除其表面上的氧化皮和锈蚀物的方法，因为在成品定切S10后，可能还是会对无缝钢管造成损伤，所以最后还需要进行该步骤，确保成品的品质。

成品检验S13是对生产完成的无缝钢管进行检验，成品检验的内容可以为表面检验、水压试验、无损探伤、晶间腐蚀试验、晶粒度、拉伸试验、扩口试验、压扁试验、硬度测试、碳硫分析等试验。

本发明实施例中制作的不锈钢钢管，主要采用牌号为303Se的不锈钢，303Se是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢提高切削性能和抗高温粘结性能。最适用于自动车床。螺栓和螺母。

303Se不锈钢是奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢，为改善该钢的性能，可在钢中加入不多于1.00％的钼，可耐烧蚀，产品良好的切削性及耐烧.耐蚀性.303Se不锈钢机械性能退火去应力后，使其抗拉强度R_m≥540Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥240Mpa，断后伸长率≥40％，洛氏硬度HRB≤90。下面结合附图1详细介绍无缝钢管的制造过程，无缝钢管的原料生产前需进行材料检验S01，用于保证原料的品质，确保后续生产的良率；经过材料检验S01合格的无缝钢管原料进行第一次酸洗S02，用于洗除原料上的氧化物，便于后续加工；经过第一次酸洗S02后依次开始步骤修磨S03、轧拔联合S05、去油S06，这时需要判断生产出来的无缝钢管是否已达到成品的要求，如果未达到成品的要求，则进行中间品固溶热处理S07、矫直S08、酸洗S09，然后再次进行修磨S03、轧拔联合S05，并判断是否达到成品要求，如果已达到成品的要求，则依次进行成品固溶热处理S10、矫直S08、成品定切S11、成品酸洗S12，需要特别提及的是，可以根据生产的需要设定循环重复多次中间品固溶热处理S07、矫直S08、酸洗S09、修磨S03、轧拔联合S05，循环的次数根据不同的原料和不同的尺寸可以设定不同，设定固定的循环次数后，后续工业生产就可以依设定的循环次数进行生产，而不需要人工进行判断，节约人力，也利于工业生产的连贯和快速；对已完成的无缝钢管进行完成品酸洗S12后，可以根据需要设定是否需要进行成品检验S13，而成品检验S13的项目也可以根据不同的需要设定。

本发明中的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度介于1010℃至1150℃之间，并快速冷却，其中，中间品固溶热处理的温度介于1040℃至1150℃之间；成品固溶热处理的温度介于1020℃至1100℃之间，此固溶热处理能使成份均与化，细化晶粒，消除应力，提高的韧性及延伸性，改善机械性能，综合机械性能好，使其力学性能达到抗拉强度R_m≥540Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥240Mpa，断后伸长率A≥40％，洛氏硬度HRB≤90；为一道工序做好组织准备，酸洗后更能达到光洁的表面质量，表面粗糙度Ra≤1.00um。

需要特别提及的是，本实施例中的原料为奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢，它包含：

重量百分比为不超过0.15％的C；

重量百分比为不超过1.0％的Si；

重量百分比为不超过2.0％的Mn；

重量百分比为不超过0.02％的P；

重量百分比为不超过0.06％的S；

重量百分比介于17.0％至19.0％的Cr；

重量百分比介于8.0％至10.0％的Ni；

重量百分比为超过0.15％的Se；

及余量的Fe。

奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢还可以包含：重量百分比为1.0％的Mo。

使用奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢，使无缝钢管具有良好的切削性能和抗高温粘结性能。

通过上述实施方式，不难看出本发明是一种节约能源、工序简单的无缝钢管的制造方法，本发明专利主要解决303Se的生产问题，提高成材率和产品整体质量，尤其是表面质量，使其抗拉强度R_m≥540Mpa，规定非比例延伸强度R_p0.2≥240Mpa，断后伸长率A≥40％，洛氏硬度HRB≤90，为一道工序做好组织准备，酸洗后更能达到光洁的表面质量，表面粗糙度Ra≤1.00um。主要应用于石油、电子、化工、医药、轻纺、食品、机械、建筑、核电、航空航天、军工等行业。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种无缝钢管的制造方法，用于制造奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢，其特征在于，包含如下步骤：

1)进行第一次酸洗；

2)对酸洗过的坯料进行修磨、轧拔联合、去油；

3)判断是否满足成品要求，如否则进行中间品固溶热处理、矫直、酸洗并重复第2步；

4)如是则进行成品固溶热处理、矫直和成品定切；

5)将成品进行酸洗；

所述的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度介于1010℃至1150℃之间，并快速冷却，其中，中间品固溶热处理的温度介于1040℃至1150℃之间；成品固溶热处理的温度介于1020℃至1100℃之间。

2.根据权利要求1所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的中间品固溶热处理和成品固溶热处理的温度为1080℃。

3.根据权利要求2所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢包含：

重量百分比为不超过0.15％的C；

重量百分比为不超过1.0％的Si；

重量百分比为不超过2.0％的Mn；

重量百分比为不超过0.02％的P；

重量百分比为不超过0.06％的S；

重量百分比介于17.0％至19.0％的Cr；

重量百分比介于8.0％至10.0％的Ni；

重量百分比为超过0.15％的Se；

及余量的Fe。

4.根据权利要求3所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的奥氏体型易切削不锈耐磨酸钢还可以包含：重量百分比为1.0％的Mo。

5.根据权利要求3所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的轧拔联合处理中，小变形量λ的范围为1.15-1.55。

6.根据权利要求5所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的对坯料进行第一次酸洗步骤前还有一个材料检验步骤，所述的材料检验步骤包含尺寸检验、表面检验、质量检验、化学成份检验等。

7.根据权利要求5所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述酸洗处理中的酸洗液采用8％-10％氢氟酸和17％-21％硝酸，其余的为水，酸洗温度控制在20-60℃。

8.根据权利要求7所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的成品酸洗步骤后还有一个成品检验步骤。

9.根据权利要求8所述的无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的成品检验包括表面检验、水压试验、无损探伤、晶间腐蚀试验、晶粒度、拉伸试验、扩口试验、压扁试验、硬度测试、碳硫分析等试验。