CN103302133B - 一种高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管的精密冷拔方法 - Google Patents
一种高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管的精密冷拔方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管的精密冷拔方法，主要包括退火处理、表面处理，冷拔、中间热处理和表面处理、最后的冷拔及去应力处理、矫直等步骤。通过该工艺进行生产，其效率高，材料利用充分；得到的产品表面质量好，尺寸精度佳，机械性能优越。
Description
技术领域
本发明属于高性能金属材料及特殊合金材料加工领域，主要是涉及一种高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管的精密冷拔方法。
背景技术
随着我国煤矿液压支柱生产日趋发展，市场对各类支柱产品提出了更高的要求。由于部分区域环境及地理条件限制，需要材料在具有高精度、高强度的同时有一定的防腐蚀性能，30CrMnSi无缝钢管开始采用。由于该材料添加Cr、Mn、Si合金元素，强度较高，冷拔性能较差，特别是调质处理后存在表面质量差、表面处理困难，容易拉伤、变形大、尺寸精度差等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管的精密冷拔方法，生产效率高，材料利用充分，所得产品表面质量好，尺寸精度佳，机械性能优越。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管的精密冷拔方法，其特征在于具体包括以下步骤：
1）按GB/T8162要求检查冷拔用30CrMnSi毛坯管的表面质量，不得有气孔、裂纹、轧折、结疤、离层缺陷；
2）对毛坯管的一端车夹头；
3）对未经退火处理的毛坯管进行退火处理；
4）对毛坯管的内外表面进行喷丸处理，然后依次经酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面处理，其中每个工序的处理时间为15-40分钟；
5）将表面处理完毕的毛坯管放置在冷拔机上进行冷拔，冷拔的次数为2次以内，控制冷拔的总延伸率在1.1-1.3，然后进行中间热处理，并重复步骤4）的处理步骤一次，再进行最后一次冷拔，控制冷拔减壁量在1mm以下；
6）步骤5）所得的试件进行辊式矫直，然后进行去应力处理，最后进行点式矫直，得到处理完毕的高精度、高强度30CrMnSii无缝钢管。
优选的方案中，所述30CrMnSi为30CrMnSiA材料，即优质的30CrMnSi材料。
步骤5）所述热处理时，控制其基体硬度为240-280HBW。
步骤3）中所述退火处理的温度为730-850℃，保温时间为1.5-2.5小时。
步骤6）中所述去应力处理时温度控制在500℃-580℃范围，确保尺寸精度及各项力学性能指标满足设计使用要求。
步骤6）中辊式矫直时控制直线度1-2mm/m。
本发明所提供的高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管的精密冷拔方法是一种生产效率高，材料利用充分，表面质量好，尺寸精度佳，机械性能优越的方法，其尺寸精度、表面质量、机械性能指标分别超过国家标准GB/T3639和GB/T8162要求。
本发明所提供的高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管的精密冷拔方法是一种生产效率高，材料利用充分，表面质量好，尺寸精度佳，机械性能优越的方法，首先通过退火降低强度，然后通过冷拔保证钢管的尺寸精度，再进行中间热处理改善材料的组织及提高强度，最后通过冷拔修复得到成品钢管。
该发明提供的方法通过冷拔的方式取代了传统的机械切削，相比传统的方法，没有材料损耗，能够降低加工成本，得到的产品的尺寸精度、表面质量、机械性能指标分别超过国家标准GB/T3639和GB/T8162要求。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但实施例仅在于说明本发明，而不是对其进行限制。
实施例1：
一种高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管的精密冷拔方法，其特征在于具体包括以下步骤：
1）选材 原材料牌号30CrMnSi、规格φ219mm×25mm×6000mm，按GB/T8162要求检查冷拔用30CrMnSi毛坯管的表面质量，不得有气孔、裂纹、轧折、结疤、离层缺陷；
2）对毛坯管的一端车夹头，尺寸外径φ216mm，内径φ182mm，长度300mm；
3）对未经退火处理的毛坯管进行退火处理；
4）对毛坯管的内外表面进行喷丸处理，检查内外表面不允许有残留的氧化皮，然后外依次经酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面处理，其中每个工序的处理时间为15-40分钟；
5）将表面处理完毕的毛坯管放置在冷拔机上进行冷拔，第一次冷拔到φ219mm×23.5mm，第二次冷拔到φ219mm×21.5mm，然后进行中间热处理，基体硬度控制在240-280HBW，并重复步骤4）的处理步骤一次，再进行最后一次冷拔即精整处理，减壁量为0.5mm；最终尺寸规格为φ219mm×21mm×7100mm，总减壁量为4.0mm。
6）步骤5）所得的试件进行辊式矫直，然后在500℃-580℃进行去应力处理，最后进行点式矫直，得到处理完毕的高精度、高强度30CrMnSi无缝钢管。
得到的最终冷拔钢管的具体指标如下：
尺寸精度：IT9-IT14
内孔圆度：小于公称尺寸的0.15-0.3%
直线度：0.3-0.6mm/m
内外表面粗糙度Ra1.6-6.3
基体硬度240-280HBW
力学性能指标：抗拉强度σb:≥840MPa，
屈服强度σs：≥680MPa，
延伸率δ5（%）：≥15，
断面收缩率ψ（%）：≥45，
冲击功（夏比V型缺口 常温）Akv2：≥39 J。
实施例2：
一种高精度、高强度30CrMnSiA无缝钢管的精密冷拔方法，其特征在于具体包括以下步骤：
1）选材 原材料牌号30CrMnSiA、规格φ194mm×22mm×8000mm，按GB/T8162要求检查冷拔用30CrMnSiA毛坯管的表面质量，不得有气孔、裂纹、轧折、结疤、离层缺陷；
2）对毛坯管的一端车夹头，尺寸外径φ192mm，内径φ162mm，长度300mm。；
3）对未经退火处理的毛坯管进行退火处理；
4）对毛坯管的内外表面进行喷丸处理，检查内外表面不允许有残留的氧化皮，然后外依次经酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面处理，其中每个工序的处理时间为15-40分钟；
5）将表面处理完毕的毛坯管放置在冷拔机上进行冷拔，第一次冷拔到φ194mm×20.5mm，第二次冷拔到φ194mm×19mm，然后进行中间热处理，基体硬度控制在240-280HBW，并重复步骤4）的处理步骤一次，再进行最后一次冷拔即精整处理，减壁量为0.75mm；最终尺寸规格为φ194mm×18.25mm×9000mm，总减壁量为3.75mm。
6）步骤5）所得的试件进行辊式矫直，然后在500℃-580℃进行去应力处理，最后进行点式矫直，得到处理完毕的高精度、高强度30CrMnSiA无缝钢管。
得到的最终冷拔钢管的具体指标如下：
尺寸精度：IT9-IT14
内孔圆度：小于公称尺寸的0.15-0.3%
直线度：0.3-0.6mm/m
内外表面粗糙度Ra1.6-6.3
基体硬度240-280HBW
力学性能指标：抗拉强度σb:≥850MPa，
屈服强度σs：≥700MPa，
延伸率δ5（%）：≥15，
断面收缩率ψ（%）：≥45，
冲击功（夏比V型缺口常温）Akv2：≥39 J。
Claims (1)
1.一种高精度、高强度30CrMnSiA无缝钢管的精密冷拔方法，其特征在于具体包括以下步骤：
1）选材 原材料牌号30CrMnSiA、规格φ194mm×22mm×8000mm，按GB/T8162要求检查冷拔用30CrMnSiA毛坯管的表面质量，不得有气孔、裂纹、轧折、结疤、离层缺陷；
2）对毛坯管的一端车夹头，尺寸外径φ192mm，内径φ162mm，长度300mm；
3）对未经退火处理的毛坯管进行退火处理；
4）对毛坯管的内外表面进行喷丸处理，检查内外表面不允许有残留的氧化皮，然后依次经酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面处理，其中每个工序的处理时间为15-40分钟；
5）将表面处理完毕的毛坯管放置在冷拔机上进行冷拔，第一次冷拔到φ194mm×20.5mm，第二次冷拔到φ194mm×19mm，然后进行中间热处理，基体硬度控制在240-280HBW，并重复步骤4）的处理步骤一次，再进行最后一次冷拔即精整处理，减壁量为0.75mm；最终尺寸规格为φ194mm×18.25mm×9000mm，总减壁量为3.75mm；
6）步骤5）所得的试件进行辊式矫直，然后在500℃-580℃进行去应力处理，最后进行点式矫直，得到处理完毕的高精度、高强度30CrMnSiA无缝钢管。
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