CN105458009A - 一种生产超薄精轧管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产超薄精轧管的方法，包括以下步骤：管坯的修磨和固溶退火；第一次轧，第一次去油和固溶退火；第二次轧，第二次去油和固溶退火；第三次轧，第三次去油、干燥和光亮退火；第四次轧，第四次去油、干燥和光亮退火；第五次轧，第五次去油、干燥和光亮退火；第六次轧，第六次去油、干燥和光亮退火。本发明精轧管通过多次三辊精轧工艺，实现管壁超薄这一特性，可以达到0.2mm以下的管壁厚度，使管壁薄而均匀，公差尺寸精度高，通过电解抛光工艺，使本发明的精轧管能够承受氯离子等介质的腐蚀及适应高清洁复杂介质环境下使用要求。

Description

一种生产超薄精轧管的方法

技术领域

本发明涉及精轧管技术领域，具体来说是一种生产超薄精轧管的方法。

背景技术

精轧管也叫冷轧精密钢管，是无缝钢管的一种生产工艺。

用于航空、航天等精密仪器上的小口径精轧管，对管体的重量有较高要求，管体的重量取决于管壁的厚度，现有技术中，小口径精轧管管壁的厚度在0.5mm—12mm，由于管壁厚度较厚，已难以适应航空、航天等精密仪器快速发展的需求。

因此，特别需要一种生产超薄精轧管的方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中，由常规方法制造的精轧管的管壁厚度较厚，难以适应航空、航天等精密仪器快速发展需求的缺陷，提供一种生产超薄精轧管的方法，来解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种生产超薄精轧管的方法，包括以下步骤：

(1)管坯，修磨和固溶退火；

(2)第一次轧，第一次去油和固溶退火；

(3)第二次轧，第二次去油和固溶退火；

(4)第三次轧，第三次去油、干燥和光亮退火；

(5)第四次轧，第四次去油、干燥和光亮退火；

(6)第五次轧，第五次去油、干燥和光亮退火；

(7)第六次轧，第六次去油、干燥和光亮退火。

在本发明中，所述管坯内外表面通过磨光机修磨。

在本发明中，所述第一次去油至第六次去油分别采用有机溶剂、碱液与表面活性剂乳化液清洗，采用擦洗、浸洗、喷洗方法。

在本发明中，所述第一次固溶退火至第二次固溶退火和第五次光亮退火至第六次光亮退火，退火的温度皆为1060℃～1080℃，时间为45～80分钟；所述第三次光亮退火和第四次光亮退火，退火的温度皆为1050℃～1090℃，时间为60～90分钟。

在本发明中，在第六次轧后，还包括电解抛光步骤，所述电解抛光步骤包含

工序一：选用电解液，选用由硫酸、磷酸、铬酐组成的电解液；或硫酸和柠檬酸组成的电解液；或硫酸、磷酸、氢氟酸组成的混合电解液；

工序二：通电处理，成品管作为阳极接直流电源的正极，用耐电解液腐蚀的导电材料作为阴极﹐接直流电源的负极，两者相距一定距离浸入电解液中；

工序三，搅拌处理，由成品管的第一端至第二端，成品管的每一个部位依次匀速通过电解液。

在本发明中，所述电解液的使用温度为50℃—70℃。

有益效果

本发明的一种生产超薄精轧管的方法，与现有技术相比，精轧管通过多次三辊精轧工艺，实现管壁超薄这一特性，可以达到0.2mm以下的管壁厚度，使管壁薄而均匀，公差尺寸精度高，通过电解抛光工艺，使本发明的精轧管能够承受氯离子等介质的腐蚀及适应高清洁复杂介质环境下使用要求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例

一种生产超薄精轧管的方法，包括以下步骤：

(1)管坯的直径67mm，壁厚5.2mm，进行修磨和固溶退火；

(2)第一次轧，轧至直径38mm，壁厚2.3mm，再进行第一次去油和固溶退火；

(3)第二次轧，轧至直径25mm，壁厚1.3mm，再进行第二次去油和固溶退火；

(4)第三次轧，轧至直径22mm，壁厚0.8mm，再进行第三次去油、干燥和光亮退火；

(5)第四次轧，轧至直径19mm，壁厚0.5mm，再进行第四次去油、干燥和光亮退火；

(6)第五次轧，轧至直径16mm，壁厚0.3mm，再进行第五次去油、干燥和光亮退火；

(7)第六次轧，轧至直径14mm，壁厚0.2mm，再进行第六次去油、干燥和光亮退火。

在步骤1至3中，由于管材的直径较大，因此选用固溶退火；管坯内外表面通过磨光机修磨，在变形前采用固溶退火；第一次轧至第六次轧分别采用三辊精轧工艺。

第一次去油至第六次去油分别采用有机溶剂、碱液与表面活性剂乳化液等清洗，采用擦洗、浸洗、喷洗等方法。

所述第一次固溶退火、第二次固溶退火、第五次光亮退火和第六次光亮退火，退火的温度皆为1060℃～1080℃，时间为45～80分钟；所述第三次光亮退火和第四次光亮退火，退火的温度皆为1050℃～1090℃，时间为60～90分钟。

本发明精轧管的材质以质量％计含有

C：0.03％以下；

C作为钢中的提高母材强度的基本元素是不可或缺的。但是，在C超过0.3％的过剩添加时，钢材的韧性及焊接性降低。因此，将C量的上限规定为0.3％。下限不包含0。

Si：1％以下；

Si是确保母材强度所必要的元素。但是，如果Si超过1％，则HAZ的韧性降低。因此，将Si量的上限规定为1％。下限不包含0。

Mn：2％以下；

Mn是确保母材强度及韧性所必要的元素。因此，需要添加2％以下的Mn。另一方面，如果Mn量超过2％，则HAZ的韧性显著降低。下限不包含0。

P：0.035％以下；

P是影响钢的韧性的元素。如果P超过0.035％，则钢材的韧性显著降低。因此将P量规定为0.035％以下。下限包含0％。

S：0.03％以下；

S是影响钢的韧性的元素。如果S超过0.03％，则钢材的韧性显著降低。因此将S量规定为0.03％以下。下限包含0％。

Cr：16％—18％；

Cr是耐腐蚀性的元素。对本发明能承受氯离子等介质腐蚀的特性而言具有重要作用，因此将Cr量规定为16％—18％。

Ni：12％—15％；

Ni是可以提高机械强度的元素。能够提高精轧管的韧性，可以进一步提高本发明无缝钢管的性能，因此将Ni量规定为12％—15％。

Mo：2％—3％，Mo是可以提高导电性能的元素。能够提高成品无缝管的导电性能，对本发明具有重要作用，有助于步骤二的电解抛光。剩余部分包括Fe及不可避免的杂质元素。

在实施例1中，步骤一的成品管，以质量％计含有C0.01％、Si0.1％、Mn1％、P0.015％、S0.01％、Cr16％、Ni12％、Mo2％和剩余部分包括Fe及不可避免的杂质元素。

在实施例2中，步骤一的成品管，以质量％计含有C0.02％、Si0.5％、Mn1.5％、P0.025％、S0.02％、Cr17％、Ni13％、Mo2.5％和剩余部分包括Fe及不可避免的杂质元素。

在实施例3中，步骤一的成品管，以质量％计含有C0.03％、Si1％、Mn2％、P0.035％、S0.03％、Cr18％、Ni15％、Mo3％和剩余部分包括Fe及不可避免的杂质元素。

热处理温度控制：在制品固溶炉固溶温度1040℃～1060℃，加热速度稍慢，辊道转速350/n～400/n成品光亮退火温度1050℃～1080℃辊道转速7.5/n～8.0/n出炉。

由此制成的成品精轧管，抗拉强度为520Mpa—600Mpa，屈服强度205Mpa—270Mpa，断后延伸率大于等于50％，洛氏硬度70HRB—80HRB。

在精轧管相关工序操作时候：

(1)穿孔荒管端部裂口要切除，经酸洗后逐支检验内外表面质量，清除标识的内外缺陷，切管工序应收集料头集中堆放，严防混钢种。

(2)每道次后热处理前应去油干净，做到钢管表面滴水不成珠，防止渗碳。

(3)钢管酸洗采用6％—8％HF、12％—15％HNO3其余为水，酸洗液温度为40℃～60℃，酸洗实物浸泡二小时后开始冲洗，待氧化皮洗净为止。

(4)每道次酸洗后进行表面检验，有裂纹、气孔、沙眼、拉痕等缺陷应抛磨彻底同时注重壁厚不均。

(5)冷轧成品时，要考虑外径、壁厚公差、成品长度。合理选择轧机顶头尺寸，确保成品精度质量。

(6)在制品固溶处理温度1050℃～1080℃，加热速度稍慢，辊道转速350/n～400/n

(7)注意保温时间，成品光亮退火温度1050℃～1080℃辊道转速7.5/n～8.0/n出炉。

(8)矫直成品时使用塑料矫直辊，要认真清理矫直辊上毛刺，合理调整矫直辊角度参数保证矫直质量。

(9)各工序要认真填写工序操作记录，做到字迹清晰、不潦草。

(10)成品检验完成后要进入抛光工艺程序，先外抛光后电解抛光(见电解抛光操作程序)认真填写工序操作记录。

(11)成品管取样：拉伸样长度280mm压扁样长度60～100mm按每批在不同两支钢管上各取一支，硬度样长度60mm一支，晶腐样80mm一支。

(12)检验人员依据相关标准做好检验试验工作，样管制作按规定要求制作后进行无损探伤。

(13)成品经检验合格后，按要求喷标、包装，管材用木箱包装，内衬防雨材料，防止运输途中受潮，并防止碰撞，不应该在露天及阴湿场所储存，每箱内应有塑料袋子包装装箱清单，在管材交货时并交给使用方。

在第六次轧后，电解抛光包括以下工序

工序一：选用电解液，选用由硫酸、磷酸、铬酐组成的电解液；或硫酸和柠檬酸组成的电解液；或硫酸、磷酸、氢氟酸及其与油类似化合物组成的混合电解液；

磷酸：是抛光液的主要成分，它所生成的磷酸盐粘附在阳极表面，在抛光的过程中起到重要作用。

硫酸：可以提高抛光速度，但含量不能过高，以免引起腐蚀。

铬酐：可以提高抛光效果，使表面光亮。

工序二：通电处理，电解液设置在电解槽内，成品管作为阳极接直流电源的正极，用铅﹑不锈钢等耐电解液腐蚀的导电材料作为阴极﹐接直流电源的负极，两者相距一定距离浸入电解液中。

工序三，搅拌处理，由成品管的第一端至第二端，成品管的每一个部位依次匀速通过电解液；由于无缝不锈钢钢管的长度较长，只能设置相对长度较小的电解槽，成品管可以采用第一端至第二端的电解抛光方式。

电解液的使用温度为50℃—70℃。

在电解抛光相关工序的时候：

(1)定期测定溶液的密度，并及时加水或加热浓缩溶液，溶液中的硫酸、磷酸和铬酐和三价铬的含量应定期分析和调整。

(2)控制电解液的温度，电解液使用温度50～70℃之间，温度较低抛光速度较慢，光亮度下降。温度较高电解液对产品的腐蚀加快，容易引起产品过腐蚀，电解液有效成分分解，温度过低时应加热到规定温度，当温度超过90℃应停止工作。

(3)新配制的溶液应压大阴极面积(阴极面积大于阳极几倍)的情况下进行通电处理，使一部分六价铬还原为三价铬，如果在使用过程中，三价铬增加过多时则相反，即在大阳极小阴极的情况下进行通电处理。

(4)使用过程中由于阳极溶解铁的含量逐渐升高，当铁的含量(Fe₂O₃)达到7％～8％时要部分更换或全部更换溶液。

(5)配制：先将磷酸与硫酸混合铬酐溶于水中，然后把酸的混合液倒入铬酐水溶液中加热80℃，在不断搅拌下慢慢加入明胶(此时反应激烈)反应结束后(大约1h后)溶液变化为均匀的草绿色。

老化后可以添加硫酸(密度1.84)添加量为槽液的6％，可以参考368A.H/L。

本发明精轧管电解抛光试验：

1、电解方式是管子分两头电解，电解液温度50～70℃。

2、试验一：两台设备一台电解液温度90℃，另一台电解液温度80℃。经检验已电解好的钢管，合格率40％不合格品缺陷主要是腐蚀缺陷占90％。

结论：腐蚀缺陷产生的原因推断：1.电解液温度过高。2.电解液反复使用时间过长，有诸多元素和沉淀物积聚。

3、试验二：电解液温度80℃电流12～14V电压840～860A。均未发现异常现象。分两端先后电解，头端先电解，尾端后电解。

结论：先电解的一端基本未被电解腐蚀。后电解的一端大部分被电解腐蚀并且很严重。由此推断，造成后电解一端腐蚀缺陷的原因是：工装完成后开始电解时，由于管子顷斜放置，先电解的一端在上，后电解的一端在下，电解液在流动的过程中沉淀物会积聚在管子的后下端。然而现场人员操作的过程中，当完成上一端电解后，将管子调转过来电解下一端，沉淀物仍就存在于后电解一端的管子中，从而造成下一端管子腐蚀缺陷现象。

总结：电解抛光后产品过腐蚀原因：

(1)过腐蚀部位电流过大；

(2)电解液温度过高；

(3)抛光时间过长，导致过度溶解；

解决方式：

(1)调整电流密度；

(2)调整电解液温度；

(3)缩短电解时间；

电解抛光后产品出现的白色色块原因：

抛光后期产品内表上产生的汽泡未能及时脱离并附在表面或内表有气流线路。

解决方式：

(1)提高电解密度，使析气量加大以便气泡脱附；

(2)提高溶液的搅拌速度，增加液的流动。

Claims (6)

1.一种生产超薄精轧管的方法，包括以下步骤：

(1)管坯，修磨和固溶退火；

(2)第一次轧，第一次去油和固溶退火；

(3)第二次轧，第二次去油和固溶退火；

(4)第三次轧，第三次去油、干燥和光亮退火；

(5)第四次轧，第四次去油、干燥和光亮退火；

(6)第五次轧，第五次去油、干燥和光亮退火；

(7)第六次轧，第六次去油、干燥和光亮退火。

2.根据权利要求1所述的一种生产超薄精轧管的方法，其特征在于：所述管坯内外表面通过磨光机修磨。

3.根据权利要求1所述的一种生产超薄精轧管的方法，其特征在于：所述第一次去油至第六次去油分别采用有机溶剂、碱液与表面活性剂乳化液清洗，采用擦洗、浸洗、喷洗方法。

4.根据权利要求3所述的一种生产超薄精轧管的方法，其特征在于：所述第一次固溶退火、第二次固溶退火、第五次光亮退火和第六次光亮退火，退火的温度皆为1060℃～1080℃，时间为45～80分钟；所述第三次光亮退火和第四次光亮退火，退火的温度皆为1050℃～1090℃，时间为60～90分钟。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种生产超薄精轧管的方法，其特征在于：在第六次轧后，还包括电解抛光步骤，所述电解抛光步骤包含

工序一：选用电解液，选用由硫酸、磷酸、铬酐组成的电解液；或硫酸和柠檬酸组成的电解液；或硫酸、磷酸、氢氟酸组成的混合电解液；

工序二：通电处理，成品管作为阳极接直流电源的正极，用耐电解液腐蚀的导电材料作为阴极﹐接直流电源的负极，两者相距一定距离浸入电解液中；

工序三，搅拌处理，由成品管的第一端至第二端，成品管的每一个部位依次匀速通过电解液。

6.根据权利要求5所述的一种生产超薄精轧管的方法，其特征在于：所述电解液的使用温度为50℃—70℃。