CN105458031B - 一种二次成型方矩管柔性成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二次成型方矩管柔性成型方法，包括如下步骤：S1.原材料入厂检验；S2.原材料上料，辊道输送，液压推进；S3.柔性挤压成型；S4.定径；S5.矫直防扭；S6.R角中频退火；S7.辊道输送。本发明的优点体现在：既能保证钢管的几何尺寸，又能改善钢管的物理性能，可在不做热处理的情况下，使钢管的物理性能达标，满足生产需要，降低生产成本。

Description

一种二次成型方矩管柔性成型方法
技术领域
本发明涉及一种方矩管形成方法，具体涉及一种二次成型方矩管柔性成型方法。
背景技术
二次成型方矩管技术最早是拉拔式成型，圆管通过拉拔机经过一道变形模具变形，材料在模具内急剧变形，且变形过程为纯滑动摩擦，摩擦阻力大，模具发热量高，模具的使用寿命低，造成产品产量和产品合格率低，这种成型方式还有以下缺陷：
1.模具变形区间短，造成材料在该部位的急剧变形，使成型后钢管的屈服强度、抗拉强度急剧升高。容易造成钢管的成型应力过高。使钢管存在安全隐患，容易使成型后的方管在圆角处存在开裂倾向。
2.一道式拉拔成型，在模具设计中由于变形区和定径区过于集中，成型过程中材料急剧变化，使成型后的钢管反变形能力较大，使钢管的几何尺寸、钢管平面度、直度和扭曲度很难达到国家标准要求。
3.一道式拉拔成型，对于长宽比大的矩形管很难保证生产或无法生产。（例如500*200矩管，拉拔式成型是无法解决的）
九十年代我国由国外引进辊压式-液压推进成型技术，此技术采用（3+1）四架辊压式成型，机组分3-4次挤压成型，解决了拉拔成型时由于一道孔型变形差，反弹量大的成型条件，使钢管的几何尺寸、钢管平面度、直度和扭曲度达到国家标准要求，但随着市场的发展，客户对钢管的内在质量要求越来越高，不但钢管的几何尺寸要达到国家标准要求，对钢管的物理性能（屈服强度、抗拉强度、延伸率、冲击功及钢管的残余应力）也提出了更高的要求，我们通过大量的实验数据发现了以下问题：
钢管成型后屈服强度、抗拉强度大量升高，钢管内在的残余应力仍大量存在。钢管的残余应力成为钢管质量的直接安全隐患，尤其是厚壁、高钢级方矩管，如不及时去除钢管的残余应力进行退火处理，在钢管的圆角处有直接开裂的危险。为解决上述问题，最常用的办法是钢管整体进行退火处理，这无疑增加了钢管的生产成本，很多客户不接受钢管成本的提高，要求企业不做热处理，钢管质量也要达标。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种即可控制生产成本又可保证钢管质量的二次成型方矩管柔性成型方法。
为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
一种二次成型方矩管柔性成型方法，包括如下步骤：
S1原材料入厂检验；
S2 原材料上料，辊道输送，液压推进；
S3 柔性挤压成型：选择两个对面进行挤压，另外两个面来释放成型应力；挤压完成后将原材料旋转更换为对另两个对面进行挤压，其余两个面来释放成型压力；反复上述步骤挤压成型；
S4 定径：根据生产直径确定挤压方矩管的尺寸，进行定径挤压，挤压时仍选择两个对面进行挤压，另外两个对面来释放成型应力；挤压完成后将原材料旋转更换为对另两个对面进行挤压，其余两个对面来释放成型压力；
S5 矫直防扭：通过挤压的方式矫直方矩管，挤压时仍选择两个对面进行挤压，另外两个对面来释放成型应力；挤压完成后将原材料旋转更换为对另两个对面进行挤压，其余两个对面来释放成型压力；
S6 R角中频退火：运用局部热作成型工艺，进行中频退火；
S7 辊道输送，下料，锯切。
进一步的，所述步骤S1中原材料入厂检验包括外观检验、几何尺寸检验、化学成分检验和力学性能检验。
进一步的，所述步骤S3中，柔性挤压成型时，反复挤压至少6次。
进一步的，所述步骤S3中，柔性挤压成型时，反复挤压6次。
进一步的，在挤压成型过程中，采用凸辊进行挤压变形，以增加平面的凹凸量。
进一步的，所述步骤S6中，R角中频退火具体采取四个圆角处同时进行中频感应加热的方法将钢管的四个角部同时加热到退火温度。
本发明公开的一种二次成型方矩管柔性成型方法，具有以下有益效果：
既能保证钢管的几何尺寸，又能改善钢管的物理性能，可在不做热处理的情况下，使钢管的物理性能达标，满足生产需要，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明工序装配示意图；
图3是图2中A处放大示意图；
其中，
1-原材料，2-柔性挤压成型道次，3-定径道次，4-矫直防扭道次，5-成型方矩管。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
请参见图1-图3。
一种二次成型方矩管柔性成型方法，包括如下步骤：
S1原材料1入厂检验，包括外观检验、几何尺寸检验、化学成分检验和力学性能检验；
S2 原材料上料，辊道输送，液压推进；
S3 柔性挤压成型：选择两个对面进行挤压，另外两个面来释放成型应力；挤压完成后将原材料旋转更换为对另两个对面进行挤压，其余两个面来释放成型压力；反复上述步骤挤压成型；（见图2中柔性挤压成型道次2）
S4 定径：根据生产直径确定挤压方矩管的尺寸，进行定径挤压，挤压时仍选择两个对面进行挤压，另外两个对面来释放成型应力；挤压完成后将原材料旋转更换为对另两个对面进行挤压，其余两个对面来释放成型压力；（见图2中定径道次3）
S5 矫直防扭：通过挤压的方式矫直方矩管，挤压时仍选择两个对面进行挤压，另外两个对面来释放成型应力；挤压完成后将原材料旋转更换为对另两个对面进行挤压，其余两个对面来释放成型压力；（见图2中矫直防扭道次4）
S6 R角中频退火：运用局部热作成型工艺，进行中频退火；
S7 辊道输送，成型方矩管5下料，锯切。
本实施例中，所述步骤S3中，柔性挤压成型时，反复挤压至少6次，优选6次。
在挤压成型过程中，采用凸辊进行挤压变形，以增加平面的凹凸量。
所述步骤S6中，R角中频退火具体采取四个圆角处同时进行中频感应加热的方法将钢管的四个角部同时加热到退火温度。
本发明在不做退火处理的条件下，消除钢管的成型（残余）应力：
1.变形道次越多，钢管的成型应力越小，增加钢管的变形道次即可减小钢管的成型应力，本发明柔性挤压6次，降低了钢管的成型应力。
2.本发明创造了钢管释放应力的空间，改变传统的变形模式，有两个面参与变形，另两个面释放成型应力，即一边成型一边释放应力，也就是一边刚一边揉的成型原理。
3.要求前一架的成型应力，在后一架能释放掉：每一架的变形量要适当，合理分配每一架的变形量。为给应力释放留足空间，增加了机架间的距离，增加了机架的变形道次，使变形的自由边能出现足够的弹服量，材料在变形过程中要经过多次的反复弯曲变形，达到消除应力的目的。
4.对于屈服强度高的材料，为创造消除应力的条件，采用凸辊，增加了平面的凹凸量，这样在下一架成型时能增加该边的弯曲量大小，达到尽可能大的消除应力。
5.在轧辊设计上，秉承通用性和互换性的原则，尽量使该机组使用一套轧辊就能够生产从小到大所有规格的方矩管，达到不换辊或少换辊的目的。节省了资金，提高了企业的生产效率。
6.对于材料屈服强度高，壁厚的方矩管来说，圆角处的开裂问题，开裂倾向大，产品合格率低，本发明借鉴了热扩钢管成型技术和中频在线退火处理技术，并在此基础上，结合自身特点，在原有生产工艺基础上进行改进和调整，运用了局部热作成型工艺，即采取了四个圆角处同时进行中频加热的方法，这种局部热作成型工艺有两个好处，其一是只加热四个角部，比钢管整体加热消耗的热能少，设备投资小、产品成本相对降低。其二是局部加热既解决了圆角在变形时的开裂问题，也解决了圆角在变形后的开裂问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还可以对本发明做出的若干改进和补充，这些改进和补充，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种二次成型方矩管柔性成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1原材料入厂检验；
S2 原材料上料，辊道输送，液压推进；
S3 柔性挤压成型：选择两个对面进行挤压，另外两个面来释放成型应力；挤压完成后将原材料旋转更换为对另两个对面进行挤压，其余两个面来释放成型压力；反复上述步骤挤压成型；
S4 定径：根据生产直径确定挤压方矩管的尺寸，进行定径挤压，挤压时仍选择两个对面进行挤压，另外两个对面来释放成型应力；挤压完成后将原材料旋转更换为对另两个对面进行挤压，其余两个对面来释放成型压力；
S5 矫直防扭：通过挤压的方式矫直方矩管，挤压时仍选择两个对面进行挤压，另外两个对面来释放成型应力；挤压完成后将原材料旋转更换为对另两个对面进行挤压，其余两个对面来释放成型压力；
S6 R角中频退火：运用局部热作成型工艺，进行中频退火；
S7 辊道输送，下料，锯切。
2.根据权利要求1所述的一种二次成型方矩管柔性成型方法，其特征在于，所述步骤S1中原材料入厂检验包括外观检验、几何尺寸检验、化学成分检验和力学性能检验。
3.根据权利要求1所述的一种二次成型方矩管柔性成型方法，其特征在于，所述步骤S3中，柔性挤压成型时，反复挤压至少6次。
4.根据权利要求3所述的一种二次成型方矩管柔性成型方法， 其特征在于，所述步骤S3中，柔性挤压成型时，反复挤压6次。
5.根据权利要求1所述的一种二次成型方矩管柔性成型方法， 其特征在于，所述步骤S6中，R角中频退火具体采取四个圆角处同时进行中频感应加热的方法将钢管的四个角部同时加热到退火温度。
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