CN106363022B - 提高钛合金无缝钢管内表面质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高钛合金无缝钢管内表面质量的方法,该方法包括以下步骤:制作玻璃粉润滑剂,用铝箔纸把玻璃粉润滑剂包裹成高为70mm,底面积直径为50mm的圆柱体,其外表面用石棉布包裹;打定心孔;穿孔;在钛合金无缝钢管坯料出环形炉后向坯料定心孔中填塞步骤一制作的玻璃粉润滑剂,开启斜轧穿孔机组进行钛合金无缝钢管穿孔轧制;在穿孔后,高温钛合金管经过连轧→定径→矫直,形成最终成品钛合金无缝钢管。有益效果是该方法解决了热轧穿孔钛合金无缝管斜轧穿孔机顶头容易粘着结疤导致油管内表面缺陷增加的问题,使成品油管内表面翘皮发生率减少到10%,内折缺陷减小50%,节约生产成本,成品的交货时间提高1倍。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金管材的热加工技术,特别提供了一种在生产钛合金无缝管时,提高钛合金无缝钢管内表面质量的方法。
背景技术
钛合金具有导热系数较一般碳钢低,散热慢,高温状态下金属加工困难以及热加工时温度区间窄等特点,传统均采用冷加工挤压成型工艺,但成本高且成材率低。为了降低生产成本,钛合金无缝管可采用热穿孔+连轧+定径的轧制加工工艺,但由于自身高温塑性差,容易被穿孔顶头粘着,导致了生产工具的过度损耗,且粘着钛合金的顶头极易划伤钢管的内表面。通过现场统计,轧制钛合金油管时,在不采取任何润滑措施的情况下,顶头粘着的结疤导致生产出的油管内表面出现不同程度的折叠、翘皮、裂纹等缺陷,极大的增加了后续的修模量,而且严重的缺陷将使整只油管报废,增加生产成本和劳动强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高钛无缝钢管内表面质量的方法,减少了在热穿孔过程中顶头粘钢现象,提高顶头使用寿命,降低了生产成本和现场工人的劳动强度。
本发明提供一种提高钛合金无缝钢管内表面质量的方法,其中:该方法包括以下步骤:
步骤一:制作玻璃粉润滑剂,其原料重量百分含量为:SiO2:45% CaO:7.0% MgO:2.0% AL2O3:4% Na2O:22.0% 粘结剂:20%;用铝箔纸把玻璃粉润滑剂包裹成高为70mm,底面积直径为50mm的圆柱体,其外表面用石棉布包裹。
步骤二:打定心孔 在钛合金无缝钢管坯料两端截面各打一个规格为Φ65*70的坯料定心孔。
步骤三:穿孔 环形炉均热段温度为900℃,斜轧穿孔机孔型椭圆度设为1.05,顶头顶前量为75mm,轧辊辊速为350转/分。
步骤四:在钛合金无缝钢管坯料出环形炉后向坯料定心孔中填塞步骤一制作的玻璃粉润滑剂,开启斜轧穿孔机组进行钛合金无缝钢管穿孔轧制;
步骤五:在穿孔后,高温钛合金管经过连轧→定径→矫直,形成最终成品钛合金无缝钢管,管内表面质量技术指标能够达到:成品钛合金无缝管内表面粗糙度<12.5μm,外径公差为D±0.5%,壁厚公差为-10%~+10%。
所述粘结剂类型为耐热型羟甲基纤维素。
本发明的效果是该方法解决了现有热轧穿孔钛合金无缝管的技术中斜轧穿孔机顶头容易粘着结疤钛合金而导致油管内表面缺陷增加的问题,为钛合金无缝管的生产提供了一种新的方法,同时采用本发明的方法后,能够在包含斜轧穿孔机的热轧机组进行穿孔、定径、矫直,从而在一条生产工艺线上直接生产出高精度的钛合金无缝管,解决了现有技术中斜轧穿孔机顶头易粘着和油管成品率低的问题。使成品油管内表面经常出现的翘皮发生率减少到10%,内折缺陷减小了50%,极大的节约了生产成本。经过实验检验,采用本发明的填充方式比起未加润滑剂,成品的交货时间提高1倍。
具体实施方式
结合实施例对本发明的提高钛合金无缝钢管内表面质量的方法加以说明。
本发明的提高钛合金无缝钢管内表面质量的方法设计思想是在斜轧穿孔过程中,提高钛合金管内表面质量是在于向加热后的坯料定心孔中填塞玻璃粉润滑剂,提高顶头在穿孔过程中与钛合金管内表面间的润滑,降低顶头与毛管内表面的摩擦阻力、减少传热,从而减少钛合金油管内表面缺陷的产生。
本发明的提高钛合金无缝钢管内表面质量的方法,包括以下步骤:
步骤一:制作玻璃粉润滑剂,其原料重量百分含量为:SiO2:45% CaO:7.0%、MgO:2.0%、AL2O3:4%、Na2O:22.0%、粘结剂:20%;用铝箔纸把玻璃粉润滑剂包裹成高为70mm,底面积直径为50mm的圆柱体,其外表面用石棉布包裹打定心孔,在钛合金无缝钢管坯料两端截面各打一个规格为Φ65*70的坯料定心孔。
步骤二:打定心孔在钛合金无缝钢管坯料两端截面各打一个规格为Φ65*70的坯料定心孔。
步骤三:穿孔环形炉均热段温度为900℃,斜轧穿孔机孔型椭圆度设为1.05,顶头顶前量为75mm,轧辊辊速为350转/分。
步骤四:在钛合金无缝钢管坯料出环形炉后向坯料定心孔中填塞步骤一制作的玻璃粉润滑剂,开启斜轧穿孔机组进行钛合金无缝钢管穿孔轧制;
步骤五:在穿孔后,高温钛合金管经过连轧→定径→矫直,形成最终成品钛合金无缝钢管,管内表面质量技术指标能够达到:成品钛合金无缝管内表面粗糙度<12.5μm,外径公差为D±0.5%,壁厚公差为-10%~+10%。
本发明中,针对φ210*3500mm钛合金坯料分别作了填充润滑剂与不填充润滑剂两种热穿孔实验。
坯料端面在进环形炉之前打定心孔,定心孔直径φ60mm,深度70mm。提供了铸坯定心孔截面尺寸的大小与深度φ60mm*70mm,尺寸的不合适将导致润滑剂不能有效的塞进定心孔中,减弱润滑效果,使得轧制后的套管内面表面缺陷率大幅上升。
制作玻璃粉润滑剂:其原料重量百分含量为:SiO2:45%、CaO:7.0% MgO:2.0%、AL2O3:4%、Na2O:22.0% 粘结剂:20%,粘结剂采用耐热型羟甲基纤维素。
润滑剂圆柱体的制作过程:首先将铝箔纸剪成195mm*280mm的长方形,将其卷成φ50mm的圆筒状后封底,将事先准备好的润滑剂粉末填充到圆筒中墩实后,把润滑剂包裹在里面,做成高为70mm,底面积直径为φ50mm的圆柱形,在使用前包裹一层石棉布后塞入管坯的定心孔中。
石棉布的作用:能有效延缓润滑剂表层的铝箔纸在接触高温铸坯后的熔化速度,防止润滑剂外漏。
填充润滑剂实验过程为:将石棉布包裹的润滑剂,在管坯出环形炉后通过人工填充的方式,将润滑剂塞入坯料的定心孔中,且定心孔的方向应该与接触顶头的方向一致,使得顶头在穿过管坯的过程中,持续不断的提供润滑效果。
环形炉管坯加热制度为:一区600℃,二区780℃,三区820℃,四区860℃,五区900℃,六区900℃。
钛合金坯料直径为φ210,热穿孔后的毛管规格为Φ118×9mm,毛管变形量为65.2%。
下面结合实施例对本发明作进一步地对比说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
规格Φ210*3500mm钛合金锻坯,采用的生产工艺流程为:真空自耗炉→锻造Φ210的圆坯→环形炉加热→斜轧穿孔→连轧→定径→矫直。
对热穿孔轧制钛合金管工艺过程中坯料出环形炉后,不塞玻璃粉润滑剂,直接采取穿孔轧制。
钛无缝管斜轧穿孔孔型设定椭圆度为1.05,将Φ210的圆坯穿孔为Φ118×9的毛管;经五机架三辊定径机定径成Φ88.9×7.32的钛合金无缝管。
其中,斜底炉的均热段炉温为900℃,铸坯的规格Φ210*3500mm,在顶头在穿孔1-2次后,表面粘有大量的钛合金结疤,成品管内表面出现大量的折叠、翘皮等缺陷,管体内表面粗糙度>12.5μm,壁厚公差为-15%~+12%。
实施例2
规格Φ210mm*3500mm钛合金锻坯。
采用的生产工艺流程为:真空自耗炉→锻造Φ210的圆坯→打定心孔→环形炉加热→斜轧穿孔。
本发明是对上述工艺流程中斜轧穿孔机穿孔这一步做出的技术改进,其余为现有工艺技术。
其中,斜底炉的均热段炉温为900℃,铸坯的规格Φ210*3500mm,铸坯进环形炉加热前,在铸坯两端打规格为Φ65*70的定心孔,当铸坯出环形炉后向定心孔内填塞玻璃粉润滑剂。
钛无缝管斜轧穿孔孔型设定椭圆度为1.05,将Φ210的圆坯穿孔为Φ118×9的毛管;经五机架三辊定径机定径成Φ88.9×7.32的钛合金无缝管。
本实施例所制得的钛合金无缝管内表面粗糙度<12.5μm,外径公差为D±0.5%,壁厚公差为-10%~+10%。
成品油管内表面经常出现的翘皮发生率减少到10%,内折缺陷减小了50%,成品的交货时间提高1倍。
Claims (2)
1.一种提高钛合金无缝钢管内表面质量的方法,该方法是在钛合金无缝管斜轧穿孔过程中进行,其特征是:该方法包括以下步骤:
步骤一:制作玻璃粉润滑剂,其原料重量百分含量为:
SiO2:45% CaO:7.0% MgO:2.0% AL2O3:4% Na2O:22.0%
粘结剂:20%;用铝箔纸把玻璃粉润滑剂包裹成高为70mm,底面积直径为50mm的圆柱体,其外表面用石棉布包裹;
步骤二:打定心孔,在钛合金无缝钢管坯料两端截面各打一个规格为Φ65*70mm的坯料定心孔;
步骤三:穿孔,环形炉均热段温度为900℃,斜轧穿孔机孔型椭圆度设为1.05,顶头顶前量为75mm,轧辊辊速为350转/分;
步骤四:在钛合金无缝钢管坯料出环形炉后向坯料定心孔中填塞步骤一制作的玻璃粉润滑剂,开启斜轧穿孔机组进行钛合金无缝钢管穿孔轧制;
步骤五:在穿孔后,高温钛合金无缝钢管经过连轧→定径→矫直,形成最终成品钛合金无缝钢管,管内表面质量技术指标能够达到:成品钛合金无缝钢管内表面粗糙度<12.5μm,外径公差为D±0.5%,壁厚公差为T±10%。
2.根据权利要求1所述提高钛合金无缝钢管内表面质量的方法,其特征是:所述粘结剂类型为耐热型羟甲基纤维素。
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