CN106623484A - 轴承钢无缝钢管的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴承钢无缝钢管的制作方法，通过在对管料进行第二次打头工艺时，采用自动控温中频加热炉对管料进行加热，将管料的第二次打头工艺的温度控制在680℃‑720℃，在该温度范围内对管料进行第二次打头工艺，可以保证管料的金相组织不会被破坏，同时管料的管头的过渡部分的内外表面不会产生氧化铁皮，只有微薄的氧化色，使管料能够适应连续的多次冷拔工艺，避免了每次冷拔工艺前需要再进行热处理工艺和酸洗润滑工艺的问题，从而简化了轴承钢无缝钢管的制作工艺，降低了生产过程中消耗的成本，缩短了轴承钢无缝钢管的产出周期，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及钢管加工技术领域，特别涉及一种轴承钢无缝钢管的制作方法。
背景技术
轴承钢无缝钢管是指利用轴承钢，通过热轧和冷拔工艺所制得的无缝钢管，通常用于制造滚动轴承的套圈。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢等。
现有的轴承钢无缝钢管的制作方法，通常首先对管坯进行热轧穿孔工艺后得到管料，之后利用热轧穿孔工艺的余热，对管料进行第一次打头工艺，然后对打头后的管料进行第一次冷拔工艺，如果需要再进行多次冷拔工艺，则要在第一次冷拔工艺后再进行第二次打头工艺、热处理工艺以及酸洗润滑工艺，之后再进行后续的冷拔工艺。
由于管坯在穿孔前的热处理工艺温度较低，并且管坯部分内圈钢管的壁厚通常比较厚，在利用热轧穿孔工艺的余热，对管料进行第一次打头工艺后，管料的管头外径仍然比较大，无法适应两道连续的冷拔工艺，因此在每次冷拔工艺前需要再进行热处理工艺和酸洗润滑工艺，从而导致现有的轴承钢无缝钢管的生产工艺较为繁琐，生产过程中消耗的成本较高，同时也降低了生产效率，延长了产出周期。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种轴承钢无缝钢管的制作方法，以解决现有的轴承钢无缝钢管的制作方法的生产工艺较为繁琐，生产过程中消耗的成本较高，同时也降低了生产效率，延长了产出周期的问题。
根据本发明的实施例，提供了一种轴承钢无缝钢管的制作方法，所述方法包括如下步骤：
将管坯放入环形加热炉进行加热；
对所述管坯进行穿孔工艺，得到具有中空截面的管料；
利用所述穿孔工艺中的余热，对所述管料进行第一次打头工艺；
对所述管料进行第一次冷拔工艺；
将所述管料放入自动控温中频加热炉，加热至680℃-720℃后进行第二次打头工艺；
对所述管料进行酸洗润滑工艺；
连续对所述管料进行多次冷拔或冷轧工艺。
优选地，所述将管坯放入环形加热炉进行加热的步骤中，加热时间为5-10秒。
优选地，所述对所述管坯进行穿孔工艺的步骤中，穿孔温度为1100℃-1150℃。
优选地，所述对所述管坯进行穿孔工艺的步骤中，采用立式二斜辊穿孔机，并调节斜辊的轴线与轧制线之间的倾斜角至8°8′，对所述管坯进行穿孔。
具体地，所述对所述管料进行酸洗润滑工艺包括：
对所述管料进行酸洗处理；
对酸洗后的所述管料依次进行磷化处理和皂化处理。
优选地，所述对所述管料进行酸洗的步骤中，采用酸洗液对所述管料进行酸洗处理，所述酸洗液为质量分数为18％-22％的硫酸溶液，所述酸洗液的温度为40℃-60℃，所述酸洗处理的时间为25-40分钟。
优选地，所述对酸洗后的所述管料进行磷化处理的步骤中，采用磷化液对所述管料进行磷化处理，所述磷化液中包含浓度为40g/L的磷酸二氢锌以及浓度为55g/L的硝酸锌，所述磷化液的温度为50℃-75℃，所述磷化处理的时间为8-15分钟。
优选地，所述对磷化处理的所述管料进行皂化处理的步骤中，采用皂化液对所述管料进行皂化处理，所述皂化液包含浓度为80g/L的硬脂酸钠，所述皂化液的温度为60℃-75℃，所述皂化处理的时间大于或等于5分钟。
具体地，所述利用自动控温中频加热炉，将所述管料加热至680℃-720℃，对所述管料进行第二次打头工艺之后，包括：
对所述管料进行球化退火工艺；
对所述管料进行薄皮处理。
具体地，所述连续对所述管料进行多次冷拔或冷轧工艺之后，包括：
对所述管料进行矫直工艺；
对矫直工艺后的所述管料进行切割工艺。
由以上技术方案可知，本发明的轴承钢无缝钢管的制作方法，通过在对管料进行第二次打头工艺时，采用自动控温中频加热炉对管料进行加热，将管料的第二次打头工艺的温度控制在680℃-720℃，在该温度范围内对管料进行第二次打头工艺，可以保证管料的金相组织不会被破坏，同时管料的管头的过渡部分的内外表面不会产生氧化铁皮，只有微薄的氧化色，使管料能够适应连续的多次冷拔工艺，避免了每次冷拔工艺前需要再进行热处理工艺和酸洗润滑工艺的问题，从而简化了轴承钢无缝钢管的制作工艺，降低了生产过程中消耗的成本，缩短了轴承钢无缝钢管的产出周期，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的轴承钢无缝钢管的制作方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的对管料进行第二次打头工艺之后的步骤的流程图；
图3为本发明实施例提供的对管料进行酸洗润滑工艺的流程图；
图4为本发明实施例提供的连续对管料进行多次冷拔或冷轧工艺之后的步骤的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
无缝钢管是一种具有中空截面，周面上没有接缝的钢管，无缝钢管与实心钢材相比，在具有相同的抗弯、抗扭强度时，无缝钢管的重量比实心钢材的重量更轻，因此成本更低，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等零件。
轴承钢无缝钢管是指利用轴承钢，通过热轧和冷拔工艺所制得的无缝钢管，通常用于制造滚动轴承的套圈，本发明针对现有的轴承钢无缝钢管的制作方法的生产工艺进行改进，以解决现有的轴承钢无缝钢管的制作方法的不足。
请参阅图1，本发明提供一种轴承钢无缝钢管的制作方法，该方法包括如下步骤：
步骤S1、将管坯放入环形加热炉进行加热。
环形加热炉具有容量大，热均匀性好，单位燃料消耗较低和易于实现自动化操作等优点，适用于对管坯进行加热，可一次加热较多数量的管坯，且能保证管坯受热均匀。
具体地，将管坯放入环形加热炉进行加热的步骤中，加热时间为5-10秒，以将管坯加热至合适的温度，适于后续的穿孔工艺。
步骤S2、对管坯进行穿孔工艺，得到具有中空截面的管料。
具体地，对管坯进行穿孔工艺的步骤中，穿孔温度为1100℃-1150℃，既能够保证穿孔工艺的顺利进行，又不影响穿孔机的使用寿命。
对管坯进行穿孔工艺的步骤中，采用立式二斜辊穿孔机，并调节斜辊的轴线与轧制线之间的倾斜角至8°8′，对管坯进行穿孔。
轴承钢无缝钢管生产的实质是将实心的管坯或钢锭穿孔并轧制成空心断面的钢管，因此，穿孔工艺是轴承钢无缝钢管生产工艺中较为重要的步骤。
斜轧式穿孔机通常可分为盘式、菌式和辊式三种斜轧式穿孔机，管坯在上述三种斜轧式穿孔机中的变形过程的特点基本相同。
由于老式的盘式和菌式穿孔机受结构条件的限制，无法制作出大直径的薄壁管，且齿轮传动的部分磨损较快，导致穿孔机的修理频繁，生产效率较低。
再者，由于老式的盘式和菌式穿孔机辊身短、变形区短，单位变形区长度上应力较大，使得穿孔过程中金属内部会产生极大的应力，进而影响管料的质量。
此外，上述两种穿孔机的前进角固定，使得所生产的产品的品种受到限制，因此，本实施例中选择立式二斜辊穿孔机对对管坯进行穿孔工艺，从而能够克服以上问题。
步骤S3、利用穿孔工艺中的余热，对管料进行第一次打头工艺。
步骤S4、对管料进行第一次冷拔工艺。
步骤S5、将管料放入自动控温中频加热炉，加热至680℃-720℃后进行第二次打头工艺。
将管料在680℃-720℃的温度范围内进行打头，可以保证管料的金相组织不会被破坏，同时管料的管头的过渡部分的内外表面不会产生氧化铁皮，只有微薄的氧化色，可适应连续的多次冷拔工艺，避免了每次冷拔工艺前需要再进行热处理工艺和酸洗润滑工艺，从而简化了轴承钢无缝钢管的制作工艺，降低了生产过程中消耗的成本较高，缩短了产出周期，提高了生产效率。
进一步，利用自动控温中频加热炉，将管料加热至680℃-720℃，对管料进行第二次打头工艺之后，包括：
步骤S51、对管料进行球化退火工艺。
通过球化退火工艺，使管料的钢铁材料内部的层状或网状碳化物凝聚成为球状，以改善钢材的切削性能及加工塑性。
步骤S52、对管料进行薄皮处理。
步骤S6、对管料进行酸洗润滑工艺。
具体地，对管料进行酸洗润滑工艺包括：
步骤S61、对管料进行酸洗处理。
具体地，对管料进行酸洗的步骤中，采用酸洗液对管料进行酸洗处理，酸洗液为质量分数为18％-22％的硫酸溶液，酸洗液的温度为40℃-60℃，酸洗处理的时间为25-40分钟。
步骤S62、对酸洗后的管料依次进行磷化处理和皂化处理。
具体地，对酸洗后的管料进行磷化处理的步骤中，采用磷化液对管料进行磷化处理，磷化液中包含浓度为40g/L的磷酸二氢锌以及浓度为55g/L的硝酸锌，磷化液的温度为50℃-75℃，磷化处理的时间为8-15分钟。
磷化处理可使酸洗后的管材的表面形成磷化膜以强化管材的延伸性，从而降低缺陷的发生率。
具体地，对磷化处理的管料进行皂化处理的步骤中，采用皂化液对管料进行皂化处理，皂化液包含浓度为80g/L的硬脂酸钠，皂化液的温度为60℃-75℃，皂化处理的时间大于或等于5分钟。
皂化处理可使磷化后的管材表面生成金属皂等物质，这些润滑物质与磷化膜相互结合，使管材的延伸性和各向同性得到加强，从而降低缺陷的发生率，提高成品的成材率。
步骤S7、连续对管料进行多次冷拔或冷轧工艺。
进一步，连续对管料进行多次冷拔或冷轧工艺之后，包括：
步骤S71、对管料进行矫直工艺。
由于管料在制作过程中经常会产生各种形状缺陷，如弯曲等，通过矫直工艺可使弯曲等缺陷在外力作用下得以消除，使管料满足生产质量的要求。
步骤S72、对矫直工艺后的管料进行切割工艺。
由以上技术方案可知，本发明的轴承钢无缝钢管的制作方法，通过在对管料进行第二次打头工艺时，采用自动控温中频加热炉对管料进行加热，使得管料的第二次打头工艺的温度控制在680℃-720℃，可以保证管料的金相组织不会被破坏，同时管料的管头的过渡部分的内外表面不会产生氧化铁皮，只有微薄的氧化色，可适应连续的多次冷拔工艺，避免了每次冷拔工艺前需要再进行热处理工艺和酸洗润滑工艺，从而简化了轴承钢无缝钢管的制作工艺，降低了生产过程中消耗的成本较高，缩短了产出周期，提高了生产效率。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种轴承钢无缝钢管的制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将管坯放入环形加热炉进行加热；
对所述管坯进行穿孔工艺，得到具有中空截面的管料；
利用所述穿孔工艺中的余热，对所述管料进行第一次打头工艺；
对所述管料进行第一次冷拔工艺；
将所述管料放入自动控温中频加热炉，加热至680℃-720℃后进行第二次打头工艺；
对所述管料进行酸洗润滑工艺；
连续对所述管料进行多次冷拔或冷轧工艺。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将管坯放入环形加热炉进行加热的步骤中，加热时间为5-10秒。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述管坯进行穿孔工艺的步骤中，穿孔温度为1100℃-1150℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述管坯进行穿孔工艺的步骤中，采用立式二斜辊穿孔机，并调节斜辊的轴线与轧制线之间的倾斜角至8°8′，对所述管坯进行穿孔。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述管料进行酸洗润滑工艺包括：
对所述管料进行酸洗处理；
对酸洗后的所述管料依次进行磷化处理和皂化处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述管料进行酸洗的步骤中，采用酸洗液对所述管料进行酸洗处理，所述酸洗液为质量分数为18％-22％的硫酸溶液，所述酸洗液的温度为40℃-60℃，所述酸洗处理的时间为25-40分钟。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对酸洗后的所述管料进行磷化处理的步骤中，采用磷化液对所述管料进行磷化处理，所述磷化液中包含浓度为40g/L的磷酸二氢锌以及浓度为55g/L的硝酸锌，所述磷化液的温度为50℃-75℃，所述磷化处理的时间为8-15分钟。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对磷化处理的所述管料进行皂化处理的步骤中，采用皂化液对所述管料进行皂化处理，所述皂化液包含浓度为80g/L的硬脂酸钠，所述皂化液的温度为60℃-75℃，所述皂化处理的时间大于或等于5分钟。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述管料进行第二次打头工艺之后，包括：
对所述管料进行球化退火工艺；
对所述管料进行薄皮处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述连续对所述管料进行多次冷拔或冷轧工艺之后，包括：
对所述管料进行矫直工艺；
对矫直工艺后的所述管料进行切割工艺。
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