CN104259206A - 一种用于油管接箍的钛合金无缝管的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于油管接箍的钛合金无缝管的生产方法。利用现有的连轧管机组及其工模具，以“环形炉加热→斜轧穿孔→再无芯棒轧管→加热炉加热→定径”的生产工艺，按需求调整工艺参数，即可生产出不同规格、性能满足要求的钛合金专用无缝管材，该钛合金专用无缝管材不需要进行热处理，即可直接进行油管接箍机加工。本发明生产方法简单、生产条件易于控制，成材率高到95％以上，可实现批量生产，产生较大的规模效益。

Description

一种用于油管接箍的钛合金无缝管的生产方法

技术领域

本发明涉及一种钛合金无缝管的生产技术领域，具体涉及一种用于油管接箍的钛合金无缝管的生产方法。

背景技术

油管接箍是油田钻井工具的一种，主要用于油管的连接。钛合金是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，因其具有强度高、耐蚀性、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。

现如今，钛合金油管接箍均采用特殊扣连接，其接箍用无缝管多为小口径厚壁管材，这些无缝管的生产方法主要是挤压成型、棒材钻镗孔和斜轧穿孔后冷轧冷拔等。

然而，挤压成型生产方法成材率低，尺寸精度差，生产成本高；棒材钻镗孔的生产方法尺寸精度较好，但是加工成本高，生产效率和成材率低；斜轧穿孔后冷轧冷拔的生产方法虽然成材率较高，但该类钛合金常温下强度高、塑性差，冷轧变形抗力大，需要多次反复退火，生产效率低，生产成本高。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种新的用于油管接箍的钛合金无缝管的生产方法，该方法生产效率高、生产成本低、成材率高且生产的管材尺寸精度高。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

本发明利用现有使用Φ160mm或Φ200mm圆坯料的159连轧管机组及其工模具，以“环形炉加热→斜轧穿孔→无芯棒轧管→再加热炉加热→定径”的生产工艺，按需求调整工艺参数，即可生产出不同规格、性能满足要求的钛合金专用无缝管材，该钛合金专用无缝管材不需要进行热处理，即可直接进行油管接箍机加工。

一种用于油管接箍的钛合金无缝管的生产方法，该方法包括以下步骤：

A,备料

选取化学成分符合GB/T3620.1-2007、轧制后性能符合API标准的钛合金棒材，锻造、机加工成直径为160mm或200mm的圆坯，然后在常温下以机加工方式在圆坯两端打出定心孔，得到坯料；

B,环形炉加热

将步骤A得到的坯料置于环形炉中，进行分段加热5～6小时，保持环形炉内微氧化性气氛，避免加热过程吸入氢气；

C，斜轧穿孔

将步骤B加热的坯料用穿孔机进行等速斜轧穿孔，得到毛管；

其中，穿孔过程中配备适当的冷却水，控制坯料的温度为920～1020℃；

同时，控制总直径压下率为9～13％，顶前压下率为2.8～6％，椭圆度系数为1.16～1.22；

D，无芯棒轧管

将步骤C得到的毛管进行无芯棒轧制，轧制后减径25～40mm，得到初品荒管；

接着，将初品荒管推入脱管机进一步减径8～10mm，得到成品荒管；

E，再加热炉加热

将步骤D得到的成品荒管冷却至100℃以下，接着置于再加热炉中在80～100min内加热至温度925～935℃；

并在该温度下均热保温30～45min；

F，定径

将步骤E加热的成品荒管立即放入微张力减径机中进行定径，接着在冷床上均匀冷却，控制全长弯曲度在1.5‰以内，得到成品光管，即所述的钛合金无缝管；

同时，将冷却水量减至正常水平的五分之一以保证定径过程中温度均匀。

根据本发明的一个优选实施方式，在步骤A中，所述锻造温度为850～950℃。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤A中，所述定心孔的端面孔径比穿孔机上的穿孔顶头鼻部直径大5～15mm，深度为定心孔端面孔径的78～82％。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤B中，所述的微氧化性气氛是控制炉内含氧量为2～6％。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤B中，所述加热使用的燃料为天然气，并控制空燃比为11.5～12.5：1。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤B中，所述的分段加热主要包括以下4个阶段：首先将步骤A得到的坯料置于环形炉，在温度760～790℃的条件下低温加热；然后，转至800～900℃进行中温加热；接着转到900～980℃进行高温加热；最后在920～980℃进行均热。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤C中，所述的斜轧穿孔是在穿孔机辗轧角为14.0～14.4°、喂入角为7.3～7.7°、穿孔速度为0.3～0.4m/s、导盘速度为0.6～0.8m/s的条件下进行穿孔；控制毛管外径比成品光管增加68～90mm，壁厚比成品光管壁厚薄1.5～3.5mm。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤D中，所述的无芯棒轧制是在毛管温度830～950℃、轧辊机架出口速度为2.5～3.5m/s的条件下进行的。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤E中，所述的荒管冷却是在链式冷床上旋转冷却。

下面将详细地说明本发明。

一种用于油管接箍的钛合金无缝管的生产方法，该方法包括以下步骤：

A,备料

选取化学成分符合GB/T3620.1-2007、轧制后性能符合API标准的钛合金棒材，锻造、机加工成直径为160mm或200mm的圆坯，然后在常温下以机加工方式在圆坯两端打出定心孔，得到坯料；

B,环形炉加热

将步骤A得到的坯料置于环形炉中，进行分段加热5～6小时，保持环形炉内微氧化性气氛，避免加热过程吸入氢气；

C，斜轧穿孔

将步骤B加热的坯料用穿孔机进行等速斜轧穿孔，得到毛管；

等速斜轧穿孔是因为穿孔机穿制钛合金毛管负荷较大，在关闭冷却水的状态下，穿孔机咬入时冲击负荷与正常穿孔差不多，因此，采用等速斜轧穿孔有利于穿孔过程稳定，穿出的毛管壁厚更均匀。

其中，穿孔过程中配备适当的冷却水，控制坯料的温度为920～1020℃；

当坯料穿孔过程中温度降低到900℃以下时，坯料的变形抗力会成倍增加；同时，穿孔过程中坯料与轧辊、导盘接触时明显的局部降温产生暗影，将会导致变形中和变形后出现过大的应力差，从而使坯料产生外折和外表裂纹缺陷。如果温度过高，则会使坯料金属达到β单向区，其塑性提高，摩擦系数降低，从而导致穿孔动力下降；此时一旦前进阻力增大，如顶头粘钛合金而增加轴向阻力、抱辊压得较紧而增加毛管轴向阻力、抱辊转动阻力大而增加毛管轴向阻力等，都会造成轧辊与坯料之间突然的打滑，在打滑的一瞬间产生高温区，导致摩擦系数陡降，从而动力不足以克服阻力，最终发生轧卡事故。

本发明实践表明，表层与内部温差越大，毛管产生的外折和外表裂纹缺陷的深度越深。

穿孔过程中根据测量坯料的温升来配备适当的冷却水，穿孔辊用水冷却与润滑，导盘用专用润滑油润滑，常规合金钢顶头挂氧化膜润滑。因为穿孔辊与坯料之间的滑动摩擦很小，用水冷却并润滑即能避免粘钛合金；导盘与坯料之间的速度差较大，滑动摩擦严重，对于容易粘工模具的钛合金管来说，须用专用的抗磨防粘润滑油进行润滑。如果润滑不好，钛合金就会粘到轧辊或导盘上，穿出的毛管会因此遍体鳞伤。

同时，控制总直径压下率为9～13％，顶前压下率为2.8～6％，椭圆度系数为1.16～1.22；

总直径压下率是坯料直径与穿孔变形中两轧辊最小间距之差除以坯料直径得到的百分率。由于钛合金在相变点附近变形塑性好，但与钢相比其弹性模量小、变形抗力高，因此需要更大的总直径压下率，以增加轧辊与坯料之间的接触面积，为穿孔提供足够的动力。如果该值过小，则会导致穿孔动力不足，从而打滑、轧卡；但是如果该值过大，则坯料的变形抗力增加，因此很容易超过穿孔机负荷上限而导致轧卡。

顶前压下率是指坯料直径与穿孔变形中顶头处两轧辊间距之差除以坯料直径得到的百分率。本发明的顶前压下率为正常水平，如果该值过小，则会出现二次不咬入从而穿孔前卡；如果该值过大，则容易出现穿孔尾卡。合适的顶前压下率能够保证制备的毛管中间壁厚均匀。

椭圆度系数是穿孔变形最小孔腔中两导盘距离与两穿孔辊距离的比值。由于钛合金热变形的宽展较大，因此需要更大的椭圆度系数，才能保证穿孔过程平稳，同时保证制备的毛管内外表面质量。如果该值过小，则容易出现导盘负荷大、跳电中卡或发生“链带”事故；如果该值过大，则轧制不稳定，容易出现壁厚偏差过大的现象。

斜轧穿孔，直径为160mm的坯料按制备出的毛管外径控制在178～182mm进行加工；直径为200mm的坯料按按制备出的毛管外径控制在223～228mm进行加工。一般是根据成品壁厚减1.5～3.5mm来确定需加工的毛管壁厚。成品管材外径不同，相同外径毛管在后工序中减径率不同会带来不同的增壁效应。

D，无芯棒轧管

将步骤C得到的毛管进行无芯棒轧制，轧制后减径25～40mm，得到初品荒管；

接着，将初品荒管推入脱管机进一步减径8～10mm，得到成品荒管；

无芯棒轧管前，关闭159连轧管机组的高压水除鳞设备。

159连轧管机组的标准配置，就是正常带芯棒轧管后，在脱管机中将芯棒脱出。本发明利用该连轧管机组进行无芯棒轧管，必须要过轧管机与脱管机，因此，本发明利用轧管机和脱管机实现了毛管的两次减径。相对与正常带芯棒轧管而言，不带芯棒轧管工艺实际上就是利用在线布置的连轧管机组实现毛管定减径，其可用较大口径的毛管减径得到中厚壁荒管；相同规格的坯料由于采用无芯棒轧制，可以在斜扎穿孔工序中使用外径更大的顶杆与顶头，所用顶杆的刚性提高，更有利于保证穿孔过程的稳定性和毛管尺寸的精度；同时，该工艺还省掉了芯棒消耗、芯棒冷却润滑和吹氮喷硼砂的工艺过程，避免了芯棒接触管材内表面而产生内直道、内裂纹的风险。

无芯棒轧管更适合生产油管接箍用无缝管，即小口径中厚壁管材，其制备的管材内表面平整度略低，但是接箍加工需内镗，因此完全不影响其使用。而正常带芯棒轧管虽然制得的管材内表面平整度相对要好一些，但是，生产相同规格的小口径中厚壁管，需要穿孔后毛管的壁厚增加6～7mm，从而增加了穿孔的不稳定性；同时，带芯棒轧管增加了芯棒的消耗、芯棒冷却润滑和吹氮喷硼砂的工艺过程，其大幅度增加了芯棒接触管材内表面而产生内直道、内裂纹的风险。

本发明实践证明，带芯棒轧管产生的内直道、内裂纹虽然可以内镗去除，但是对芯棒的损伤很大，芯棒消耗大最终导致生产成本大幅度上升。

无芯棒轧管少了难度最大的芯棒润滑，对轧辊冷却水的要求也降低了，在同样预热轧辊的前提下，其更容易保证轧辊温度和荒管表面温度。

E，再加热炉加热

将步骤D得到的成品荒管冷却至100℃以下，接着置于再加热炉中80～100min内加热至温度925～935℃；

将成品荒管冷却至100℃以下，是为了保证最终管材组织与晶粒度，从而保证性能尤其是冲击功与延伸率指标达到较好水平。

本发明实践证明，再加热炉加热的温度过低，则表面层与定径辊接触降温后，荒管表层变形温度过低，从而易使成品光管产生表面裂纹缺陷。

并在该温度下均热保温30～45min；

一般成品荒管均热的时间是按荒管壁的厚度计算的，即按荒管壁厚每毫米均热保温2min计算。

如再加热炉均热保温时间过长，则成品荒管表面氧化及渗氧层较厚，其变形过程中会产生严重的内褶皱缺陷；时间过短，则成品荒管组织均匀性较差，其性能不稳定。

因此，再加热炉的温度及保温时间控制是保证性能的关键要素之一。

F，定径

将步骤E加热的成品荒管立即放入微张力减径机中进行定径，接着在冷床上均匀冷却，控制全长弯曲度在1.5‰以内，得到成品光管，即所述的钛合金无缝管；

成品荒管出炉后立即进入张力减径机是为了保证成品荒管外表面层温度不能过低；如果其温度降低了，成品荒管会在变形过程中由于外表面层变形抗力过大、塑性相对较低，而内表层温度高、变形容易、塑性相对较好，容易产生较大的变形应力，使管材形成外表面轧制裂纹。

本发明按正常操作即能保证定减径时温度大于830℃，且本发明生产工艺更容易制备出接箍用中厚壁管，其只需按正常的定径速度控制即可，一般入口速度设定为0.78m/s。

微张力的工艺原理是在相邻的两个机架之间实现无张力轧制，目的是为了使连轧管机始终保持管材在恒定的张力状态下进行轧制，以获得高质量的成品管材。张力调整不当，会加剧壁厚不均的程度。

同时，将冷却水量减至正常水平的五分之一以保证定径过程中温度均匀。

定径前，关闭159连轧管机组的高压水除鳞设备。

本发明调整冷却水到小水状态，是因为如果冷却水量过大，会使定径辊表面温度过低，成品荒管表面层接触后降温过大，从而定减径后易出现管材表层裂纹；小水状态同时也是为了润滑定减径辊，如果完全不开水，则容易造成定减径辊粘钛合金，从而使管材表面出现严重结疤缺陷。

定径过程中温度的均匀，是由再加热炉的均热过程控制的，其主要是为了避免因管材变形时温度不均而出现过大的应力，造成定径后管材表面裂纹甚至裂口。

根据本发明的一个优选实施方式，在步骤A中，所述锻造温度为850～950℃。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤A中，所述定心孔的端面孔径比穿孔机上的穿孔顶头鼻部直径大5～15mm，深度为定心孔端面孔径的78～82％。

圆管坯料在定心前为圆柱体，定心后于两端圆面中间形成锥形坑，定心孔端面直径比穿孔顶头鼻部直径大5～15mm，是便于穿孔时顶头对中以保证穿孔毛管壁厚均匀；尾定心孔除了有利于增加毛管壁厚均匀性外，还能减少穿孔形成不规则“耳子”；定心孔成锥形是为了避免圆柱形定心孔在穿孔过程中产生内折，适当的深度是让毛管壁厚均匀性与减少“耳子”形成的效果达到最佳状态。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤B中，所述的微氧化性气氛是控制炉内含氧量为2～6％。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤B中，所述加热使用的燃料为天然气，并控制空燃比为11.5～12.5：1。

空燃比，可燃混合气中空气质量与燃气质量之比。一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示。合适的空燃比保证了环形加热炉有足够火力的同时，也减少了废气的排放，经济环保。

本发明使用纯天然气作为燃料，减少了加热过程中产生过多的颗粒灰尘。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤B中，所述的分段加热主要包括以下4个阶段：首先将步骤A得到的坯料置于环形炉，在温度760～790℃的条件下低温加热；然后，转至800～900℃进行中温加热；接着转到900～980℃进行高温加热；最后在920～980℃进行均热。

为了适应钛合金导热率低的特性，本发明的环形炉加热采用分段加热的方式；加热的时间根据制备的管坯规格来确定。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤C中，所述的斜轧穿孔是在穿孔机辗轧角为14.0～14.4°、喂入角为7.3～7.7°、穿孔速度为0.3～0.4m/s、导盘速度为0.6～0.8m/s的条件下进行穿孔；控制毛管外径比成品光管增加68～90mm，壁厚比成品光管壁厚薄1.5～3.5mm。

本发明需根据制备的毛管规格来确定相应的顶头、顶杆、辊距、导距和顶伸量，最终控制总直径压下率为9～13％，顶前压下率为2.8～6％，椭圆度系数为1.16～1.22。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤D中，所述的无芯棒轧制是在毛管温度830～950℃、轧辊机架出口速度为2.5～3.5m/s的条件下进行的。

根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤E中，所述的荒管冷却是在链式冷床上旋转冷却。

旋转冷却可以使荒管周向冷却均匀，且冷下来后直线度较好，容易进入再加热炉。

本发明利用现有生产无缝钢管的159连轧管机组即可生产出不同规格的用于油管接箍的钛合金无缝管，且生产过程不需要新增制造设备。本发明利用160mm坯料生产出140mm钛合金成品荒管；利用200mm坯料生产出182mm钛合金成品荒管，再定减径成各种外径的油管接箍用成品光管。本发明只需改变工艺参数和冷却润滑条件即可生产出相应规格的钛合金无缝管，完全与钢管共用工模具。且本发明制备出来的钛合金无缝管不需要热处理便可直接进行油管接箍加工：将钛合金无缝管切断成长约180-190mm的管段→上车床外扒皮→上接箍车丝机内扒皮、内车丝→作防粘扣处理→成品上管体车丝线拧接。

[有益效果]

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

1，本发明可在现有生产设备上生产出不同规格的钛合金无缝管，且不需要新增制造设备；完全与钢管共用工模具进行生产，生产成本低。

2，本发明的生产方法简单、生产条件易于控制，可根据相应的规格调整生产工艺条件。

3，本发明的生产方法从坯料到成品的成材率高，可达95％以上，比其它的钛合金无缝管生产方法高约10％。

4，本发明生产效率高，可实现批量生产，能产生较大的规模效益。

5，本发明的管材尺寸精度高，可通过在线温度控制生产出性能符合要求的管材，不需要进行热处理即可供油管接箍机加工。

附图说明

图1是本发明生产方法生产的用于油管接箍的钛合金无缝管的金相组织结构图。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

实施例1：

以生产110X20TC4油管接箍用无缝管材为例，生产过程如下：

A,备料

购置化学成分符合GB/T3620.1-2007的TC4钛合金，锻造并机加工为直径160mm的圆坯，以机加工方式两端打定心孔，d＝50±2mm，深度45mm。

B,环形炉加热

用天然气加热，空燃比按12：1设定，入炉后低温加热时，热回收段、预热段温度760～790℃，加热时间120分钟；中温加热时，加热一段、加热二段850～880℃，加热时间90分钟；高温加热时，加热三段温度为950～980℃；均温时，均热一段、均热二段940～980℃，加热时间90分钟。

C,斜轧穿孔

以Φ136X327顶头，Φ127顶杆，按穿Φ179×18.5mm毛管规格设定穿孔参数，辊距144m，导距169mm，顶伸量90mm,辗轧角14.2°，喂入角7.5°，采用0.35米/秒等速轧制，导盘速度按0.7米/秒设定。该工艺参数的总直径压下率为9.43％,顶前压下率为2.85％，椭圆度系数为1.174。

穿孔过程中根据测量毛管温升来配备适当的冷却水，穿孔辊用水冷却与润滑，导盘用专用润滑油润滑，常规合金钢顶头挂氧化膜润滑。

D,无芯棒轧管

轧制前关闭159连轧管机组的高压水除鳞，将冷却水调整到小水状态。毛管空过插棒工位，不插芯棒，直接翻到连轧管工位，用毛管预热轧辊工艺模式进行无芯棒轧管；轧管后得到直径为150mm的管材，如管材较短，则以芯棒支撑辊托起芯棒穿过连轧管机架，将管坯推入脱管机进一步减径直径为140mm的成品荒管。

E,再加热炉加热

无芯棒轧管后的荒管在链式冷床上旋转冷却约一个小时，到温度在100℃以下时进再加热炉。加热段与均热段按930℃左右控制，步进周期为100秒，再加热炉48齿，荒管在炉时间80分钟。荒管均温保温时以测温仪测量，控制管温为925～935℃，烧透均温计保温时间约40分钟；出炉管温890～910℃，荒管出炉后快速进张力定减径机组。再加热温度及保温时间使荒管定径时处于适合的两相区(TC4适合保证组织与性能的两相区温度范围为780～910℃)，有较理想晶粒度，是保证性能的关键。

F,定径

完全使用159张减机组Φ110孔型及机架配备，定径过程中关小冷却水，关闭159张减机组的高压水除鳞装置。以微张力减径机进行定径，测得荒管入定径机前温度为899～906℃，定径后管温为794～800℃，终轧温度均匀，完全在预定的两相区(温度范围780～910℃)变形。

本实施例定径后管材的直线度达到2mm/M以内，全长弯曲度控制在1.5‰以内，该管材不矫直即达到标准要求。

检查定径后管材，得出尺寸数据：外径D＝110.2～110.6mm，壁厚S＝19.7～21.5mm。

取样检验，本实施例制得的钛合金无缝管的力学性能数据如下：

表1  示例所取四个样品的力学性能数据

如表1可见，本实施例制备而得的TC4油管接箍用无缝管材具有良好的力学性能，均匀度较好，其屈服强度达到795～960Mpa，抗张强度大于等于890Mpa，延伸率大于等于17.5％，冲击功均值大于等于51.8J，符合API标准中P110钢级的要求。

在试样1上取一金相组织样，其金相组织结构如图1所示，为等轴组织。

实施例2

以生产139X23TC4油管接箍用无缝管材为例，生产过程如下

A,备料

购置化学成分符合GB/T3620.1-2007的TC4钛合金，锻造并机加工为直径200mm的圆坯，以机加工方式两端打定心孔，d＝50±2mm，深度45mm。

B,环形炉加热

用天然气加热，空燃比按12：1设定，入炉后低温加热时，热回收段、预热段温度760～790℃，加热时间140分钟；中温加热时，加热一段、加热二段850～880℃，加热时间110分钟；高温加热时，加热三段温度为950～980℃；均温时，均热一段、均热二段940～980℃，加热时间110分钟。

C,斜轧穿孔

以Φ174X378顶头，Φ168顶杆，按穿Φ228×21.5mm毛管规格设定穿孔参数，辊距181m，导距214mm，顶伸量95mm,辗轧角14.2°，喂入角7.5°，采用0.35米/秒等速轧制，导盘速度按0.7米/秒设定。该工艺参数的总直径压下率为9.5％,顶前压下率为3.98％，椭圆度系数为1.182。

穿孔过程中根据测量毛管温升来配备适当的冷却水，穿孔辊用水冷却与润滑，导盘用专用润滑油润滑，常规合金钢顶头挂氧化膜润滑。

D,无芯棒轧管

轧制前关闭159连轧管机组的高压水除鳞，将冷却水调整到小水状态。毛管空过插棒工位，不插芯棒，直接翻到连轧管工位，用毛管预热轧辊工艺模式进行无芯棒轧管；轧管后得到直径为192mm的管材，如管材较短，则以芯棒支撑辊托起芯棒穿过连轧管机架，将管坯推入脱管机进一步减径直径为182mm的成品荒管。

E,再加热炉加热

无芯棒轧管后的荒管在链式冷床上旋转冷却约一个小时，到温度在100℃以下时进再加热炉。加热段与均热段按930℃左右控制，步进周期为120秒，再加热炉48齿，荒管在炉时间96分钟。荒管均温保温时以测温仪测量，控制管温为925～935℃，烧透均温计保温时间约44分钟；出炉管温900～910℃，荒管出炉后快速进张力定减径机组。再加热温度及保温时间使荒管进定径时处于适合的两相区(TC4适合保证组织与性能的两相区温度范围为780～910℃)，有较理想晶粒度，是保证性能的关键。

F,定径

完全使用159张减机组Φ140孔型及机架配备，定径过程中关小冷却水，关闭159张减机组的高压水除鳞装置。以微张力减径机进行定径，测得荒管入定径机前温度为898～909℃，定径后管温为802～816℃，终轧温度均匀，完全在预定的两相区(温度范围780～910℃)变形。

本实施例定径后管材的直线度达到2mm/M以内，全长弯曲度控制在1.5‰以内，该管材不矫直即达到标准要求。

检查定径后管材，得出尺寸数据：外径D＝139.5～140.3mm，壁厚S＝23.1～24.5mm。

综上所述，本发明能够利用现有的生产设备，生产出不同规格的钛合金无缝管，不需要新增制造设备；完全与钢管共用工模具进行生产，生产成本低。且生产工艺采用无芯棒轧管，减少了芯棒的消耗，取消了芯棒冷却润滑和吹氮喷硼砂的工艺过程，避免了芯棒接触管材内表面而产生内直道、内裂纹的风险；无芯棒轧管少了难度最大的芯棒润滑，对轧辊冷却水的要求也降低了，在同样预热轧辊的前提下，其更容易保证轧辊温度。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (9)

1.一种用于油管接箍的钛合金无缝管的生产方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

A,备料

选取化学成分符合GB/T3620.1-2007、轧制后性能符合API标准的钛合金棒材，锻造、机加工成直径为160mm或200mm的圆坯，然后在常温下以机加工方式在圆坯两端打出定心孔，得到坯料；

B,环形炉加热

将步骤A得到的坯料置于环形炉中，进行分段加热5～6小时，保持环形炉内微氧化性气氛，避免加热过程吸入氢气；

C，斜轧穿孔

将步骤B加热的坯料用穿孔机进行等速斜轧穿孔，得到毛管；

其中，穿孔过程中配备适当的冷却水，控制坯料的温度为920～1020℃；

同时，控制总直径压下率为9～13％，顶前压下率为2.8～6％，椭圆度系数为1.16～1.22；

D，无芯棒轧管

将步骤C得到的毛管进行无芯棒轧制，轧制后减径25～40mm，得到初品荒管；

接着，将初品荒管推入脱管机进一步减径8～10mm，得到成品荒管；

E，再加热炉加热

将步骤D得到的成品荒管冷却至100℃以下，接着置于再加热炉中在80～100min内加热至温度925～935℃；

并在该温度下均热保温30～45min；

F，定径

将步骤E加热的成品荒管立即放入微张力减径机中进行定径，接着在冷床上均匀冷却，控制全长弯曲度在1.5‰以内，得到成品光管，即所述的钛合金无缝管；

同时，将冷却水量减至正常水平的五分之一以保证定径过程中温度均匀。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤A中，所述锻造温度为850～950℃。

3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤A中，所述定心孔的端面孔径比穿孔机上的穿孔顶头鼻部直径大5～15mm，深度为定心孔端面孔径的78～82％。

4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤B中，所述的微氧化性气氛是控制炉内含氧量为2～6％。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤B中，所述加热使用的燃料为天然气，并控制空燃比为11.5～12.5：1。

6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤B中，所述的分段加热主要包括以下4个阶段：首先将步骤A得到的坯料置于环形炉，在温度760～790℃的条件下低温加热；然后，转至800～900℃进行中温加热；接着转到900～980℃进行高温加热；最后在920～980℃进行均热。

7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤C中，所述的斜轧穿孔是在穿孔机辗轧角为14.0～14.4°、喂入角为7.3～7.7°、穿孔速度为0.3～0.4m/s、导盘速度为0.6～0.8m/s的条件下进行穿孔；控制毛管外径比成品光管增加68～90mm，壁厚比成品光管壁厚薄1.5～3.5mm。

8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤D中，所述的无芯棒轧制是在毛管温度830～950℃、轧辊机架出口速度为2.5～3.5m/s的条件下进行的。

9.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤E中，所述的荒管冷却是在链式冷床上旋转冷却。