CN103785706A

CN103785706A - 一种合金钢异型管的制造方法

Info

Publication number: CN103785706A
Application number: CN201410049026.5A
Authority: CN
Inventors: 李利盛; 黄新琼; 敬帅; 刘仕林
Original assignee: Pangang Group Jiangyou Changcheng Special Steel Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Jiangyou Changcheng Special Steel Co Ltd
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2014-05-14

Abstract

本发明提供一种合金钢异型管的制造方法。该方法包括以下步骤：（1）将合金钢的钢锭锻造成棒材；（2）去除棒材的表面缺陷后，将棒材锯切成具有预定长度的坯料；（3）对坯料进行钻孔，制得管坯；（4）将管坯预热到600℃～900℃，再将管坯加热到1000℃～1200℃后，对管坯进行扩孔；（5）将扩孔后的管坯加热至1100℃～1300℃后，进行挤压成型，得到异型管。根据本发明的合金钢异型管的制造方法，能够简化生产过程、大幅度降低生产成本、满足大规模工业生产的需要，得到产品质量良好的异型管。

Description

一种合金钢异型管的制造方法

技术领域

本发明涉及合金钢异型管的制造方法，具体涉及一种采用热挤压来制造合金钢异型管的方法。

背景技术

目前，制造合金钢异型管的主要方法为热挤压法，在热挤压法中，在将合金钢进行热挤压之后需要将挤压后得到的管坯进行机加工或冷拔等工艺，以获得满足尺寸要求的成品。虽然采用此方法所制造的异型管的表面质量良好，但仍存在内孔划道、未填充满等缺陷，并且某些尺寸加工困难且加工后扭曲度差。

具体而言，对于低合金钢（即，合金元素总量小于3.5%）而言，由于低合金钢（以Q345B钢为例）具有良好的低温性能、冷冲压性能、焊接性能和可切削性，并且具有优异的综合性能，所以诸如Q345B钢的低合金钢被广泛用于制造桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等。然而，对于此类低合金钢的制造方法，仍存在上述问题。

因此，在本领域中，一直需要对现有技术的制造合金钢异型管的热挤压方法进行改进，从而提供一种能够克服上述至少一个问题的合金钢异型管的制造方法。

发明内容

为了解决上述问题中的一个或多个，本发明提供一种合金钢异型管的制造方法，该方法包括以下步骤：（1）将合金钢的钢锭锻造成棒材；（2）去除棒材的表面缺陷后，将棒材锯切成具有预定长度的坯料；（3）对坯料进行钻孔，制得管坯；（4）将管坯预热到600℃～900℃，再将管坯加热到1000℃～1200℃后，对管坯进行扩孔；（5）将扩孔后的管坯加热至1100℃～1300℃后，进行挤压成型，得到异型管。

其中，步骤（5）之后还可以包括将挤压成型的异型管进行矫直的步骤。

其中，步骤（2）中，可以通过使用长料剥皮机或者车床对棒材进行剥皮来除去棒材的表面缺陷。

其中，步骤（1）中，所述棒材的直径可以为222mm～330mm；步骤（3）中，钻孔的孔径可以为44.7～45.3mm。

其中，步骤（4）中，可以使用环形炉对管坯进行预热，再使用感应加热炉对管坯进行加热。

其中，步骤（4）中，可以使用1000t扩孔机对管坯进行扩孔。

其中，步骤（5）中，可以使用感应加热炉对管坯进行加热。

其中，可以使用拉伸矫直机对异型管进行矫直。

其中，合金钢可以为Q345B钢，所述Q345B钢包括以重量计的如下组分：碳0.12%～0.20%、锰1.20%～1.60%、硅0.15%～0.55%、硫≤0.025%、磷≤0.025%、铜≤0.55%，余量为铁。

其中，所述Q345B钢可以包括以重量计的如下组分：碳0.14%、锰1.2%、硅0.38%、硫0.019%、磷0.015%、铜0.06%，余量为铁。

根据本发明的合金钢异型管的制造方法，能够简化生产过程、大幅度降低生产成本、满足大规模工业生产的需要，得到产品质量良好的异型管。

附图说明

图1是根据本发明实施例的管坯的截面图。

图2A是对图1中示出的管坯进行扩孔前的示意图。

图2B是对图2A中示出的管坯进行扩孔后的示意图。

图3A是将扩孔后的管坯进行挤压成型前的示意图。

图3B是将扩孔后的管坯进行挤压成型过程中的示意图。

图4A示出了根据本发明实施例的异型模的端面示意图。

图4B是沿图4A中A-A线的截面示意图。

图5是根据本发明实施例的合金钢异型管的截面图。

具体实施方式

以下对根据本发明的合金钢异型管进行详细说明。另外，本发明中没有详细说明的步骤均为现有技术，在此不再赘述。

本发明提供一种合金钢异型管的制造方法，包括以下步骤：棒材制备→棒材机加工→钻孔→扩孔→挤压→矫直→性能检验、检查入库。

其中，棒材制备步骤是将金属冶炼成化学组成和重量百分比为碳0.12～0.20%、锰1.20～1.60%、硅0.15～0.55%、硫≤0.025%、磷≤0.025%、铜≤0.55%、余量为铁的Q345B合金钢，浇注成钢锭，钢锭经锻造成棒材。

其中，棒材机加工步骤是用长料剥皮机或车床对棒材进行剥皮来去除表面缺陷，再将棒材锯切成预定长度的坯料。其中锯切的长度优选为320～800mm。

其中，钻孔步骤是用深孔钻床将坯料钻孔，再进行端面加工（使端面平整），一端倒角，制得管坯。其中，端面加工的目的是使坯料的端面变得平整。另外，当钻孔的孔径为44.7～45.3mm时，上述棒材制备步骤中棒材的直径优选为222～330mm。

其中，扩孔步骤是先用环形炉将管坯预热到600～900℃，再用感应加热炉将管坯加热到1000～1200℃，用扩孔机进行扩孔。其中，优选为先用环形炉将管坯预热到700～900℃，再用感应加热炉将管坯加热到1100～1200℃。采用上述优选加热范围时，扩孔的良率能够达到99.6%以上。

其中，挤压步骤是将扩孔后的管坯经感应加热炉加热至温度1100～1300℃后，用异型模经挤压成型为异型管，并进行空冷。其中，所用的异型模是与最终产品（即，异型管成品）形状配套的异型模。例如，在图4A和图4B中所示的异型模。

其中，矫直步骤是将挤压成型的异型管在拉伸矫直机上进行矫直。

其中，性能检验、检查入库步骤是对矫直后异型管进行性能检验、检查精整入库。

下面结合说明书附图对本发明的合金钢异型管的制造方法进一步的说明，但是本发明的合金钢异型管的制造方法不限于此。另外，如无特别说明，本发明中使用的百分比均为重量百分比。在实施例中，各步骤中的工艺参数(温度、时间等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。

实施例1：

依次按照以下步骤制造Q345B异型管。

（1）棒材制备：将金属冶炼成化学组成和重量百分比为碳0.14%、锰1.2%、硅0.38%、硫0.019%、磷0.015%、铜0.06%、余量为铁的合金钢，浇注成钢锭，钢锭经锻造或轧制成棒材，棒材的直径为

。

（2）棒材机加工：用长料剥皮机剥光棒材的表面缺陷，再将棒材锯切成长度为400～500mm的坯料。

（3）钻孔：然后用深孔钻床将坯料钻孔，钻孔的孔径为45mm；再进行端面加工（使端面平整），一端倒角，制得如图1所示的管坯1。

（4）扩孔：如图2A和图2B所示，先用环形炉将管坯1预热到700～750℃，再用感应加热炉将管坯1加热到1100～1200℃，用扩孔机2进行扩孔。其中，图2A是将管坯1进行扩孔前的示意图，图2B是对管坯1进行扩孔后的示意图。

（5）挤压：如图3A和图3B所示，将扩孔后的管坯1，经感应加热炉加热至温度1100～1300℃后，将挤压芯棒3插入管坯1中，用异型模4将管坯1挤压成型为异型管5。图3A是将扩孔后的管坯1进行挤压成型前的示意图，图3B是将扩孔后的管坯1进行挤压成型过程的示意图。

在本实施例中，所使用的异型模4如图4A和图4B所示。图4A示出了根据本发明实施例的异型模的端面示意图。图4B是沿图4A中A-A线的截面示意图。

（6）矫直：将挤压成型的异型管5在拉伸矫直机上进行矫直。

（7）性能检验、检查入库：按技术要求进行性能检验、检查精整入库。得到的合金钢异型管的截面如图5所示。

实施例2

依次按照以下步骤制造Q345B异型管。

（1）棒材制备：将金属冶炼成化学组成和重量百分比为碳0.16%、锰1.4%、硅0.20%、硫0.015%、磷0.010%、铜0.14%、余量为铁的合金钢，浇注成钢锭，钢锭经锻造或轧制成棒材，棒材的直径为

。

（2）棒材机加工：用长料剥皮机剥光棒材的表面缺陷，再将棒材锯切成长度为500～600mm的坯料。

（3）钻孔：然后用深孔钻床将坯料钻孔，钻孔的孔径为45mm；再进行端面加工（使端面平整），一端倒角，制得管坯1。

（4）扩孔：先用环形炉将管坯1预热到800～900℃，再用感应加热炉将管坯1加热到1100～1200℃，用扩孔机2对管坯1进行扩孔。

（5）挤压：将扩孔后的管坯1，经感应加热炉加热至温度1150～1250℃后，用异型模4将管坯1挤压成型为异型管5。

（7）性能检验、检查入库：按技术要求进行性能检验、检查精整入库。

实施例3

依次按照以下步骤制造Q345B异型管。

（1）棒材制备：将金属冶炼成化学组成和重量百分比为碳0.20%、锰1.6%、硅0.45%、硫0.020%、磷0.020%、铜0.40%、余量为铁的合金钢，浇注成钢锭，钢锭经锻造或轧制成棒材，棒材的直径为

。

（2）棒材机加工：用长料剥皮机剥光棒材的表面缺陷，再将棒材锯切成长度为400～450mm的坯料。

（3）钻孔：然后用深孔钻床将坯料钻孔，钻孔的孔径为Ф44.8mm；再进行端面加工（使端面平整），一端倒角，制得管坯1。

（4）扩孔：先用环形炉将管坯1预热到800～900℃，再用感应加热炉将管坯1加热到1150～1200℃，用扩孔机2对管坯1进行扩孔。

（5）挤压：将扩孔后的管坯1，经感应加热炉加热至温度1200～1300℃后，用异型模4将管坯1挤压成型为异型管5。

实施例的力学性能如表1所示：

表1：异型管（牛眼管）的力学性能

由表1可知，由实施例制造的管材的力学性能均符合CJX-WG025-2012的要求。

与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：

（1）采用本发明，通过挤压方式直接挤压成用户需要的异型管形状（例如图5所示），可降低金属损失，提高成材率，并可通过设计不同异型模的方式来完成不同形状异型管的加工；通过直接挤压成异型管，可大幅度降低机加工的难度；提高了生产效率、成材率，并且减少了机加工流程，因此可以大幅度降低生产成本，满足大规模工业生产的需要。

（2）采用本发明，通过高温、高压、高速、大变形量来完成变形过程，可保证挤压后管材有理想的力学性能。工艺技术容易掌握，生产工艺、生产流程成熟。生产中改变生产规格极为灵活，更换生产规格所用时间短。生产规格多样，可根据用户要求来调整模具形状、尺寸，满足不同用户需求。

（3）通过本发明方法生产的Q345B异型管可达到用户满意的形状要求。利用本发明方法进行不同异型管规格生产，均能达到要求的规格，所制造的Q345B异型管材表面质量良好，各项力学性能指标均符合CJX-WG025-2012要求。

（4）本发明工艺简单，优化革新了产品的生产技术工艺，创造性设计制造了与产品配套的异型模，使产品成材率和用户利用率大幅得到提高，同时保证了产品尺寸和性能的稳定，实用性强。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求和它们的等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在此做出形式和细节上的各种改变。应当仅仅在描述性的意义上而不是出于限制的目的来考虑实施例。因此，本发明的范围不是由本发明的具体实施方式来限定，而是由权利要求书来限定，该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。

Claims

1.一种合金钢异型管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将合金钢的钢锭锻造成棒材；

（2）去除棒材的表面缺陷后，将棒材锯切成具有预定长度的坯料；

（3）对坯料进行钻孔，制得管坯；

（4）将管坯预热到600℃～900℃，再将管坯加热到1000℃～1200℃后，对管坯进行扩孔；

（5）将扩孔后的管坯加热至1100℃～1300℃后，进行挤压成型，得到异型管。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（5）之后还包括将挤压成型的异型管进行矫直的步骤。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（2）中，通过使用长料剥皮机或者车床对棒材进行剥皮来除去棒材的表面缺陷。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（1）中，所述棒材的直径为222mm～330mm；步骤（3）中，钻孔的孔径为44.7～45.3mm。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（4）中，使用环形炉对管坯进行预热，再使用感应加热炉对管坯进行加热。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（4）中，使用1000t扩孔机对管坯进行扩孔。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤（5）中，使用感应加热炉对管坯进行加热。

8.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，使用拉伸矫直机对异型管进行矫直。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的制造方法，其特征在于，合金钢为Q345B钢，所述Q345B钢包括以重量计的如下组分：碳0.12%～0.20%、锰1.20%～1.60%、硅0.15%～0.55%、硫≤0.025%、磷≤0.025%、铜≤0.55%，余量为铁。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述Q345B钢包括以重量计的如下组分：碳0.14%、锰1.2%、硅0.38%、硫0.019%、磷0.015%、铜0.06%，余量为铁。