CN110280592A - 一种超高强度合金的无缝管轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超高强度合金的无缝管轧制方法，所述轧制方法包括以下步骤：坯料的制备、冷定心、坯料加热、穿孔、轧管和减径处理、冷却后热处理、精整、检验后包装入库，采用轧制加工制造方式，通过设计科学合理的坯料加工工艺参数，对坯料进行多段加热，并采用多次固溶热处理的方式实现实心棒料加热、穿孔机变形为空心毛管、轧管机延伸变形并控制壁厚、减径机延伸变形并控制外径四个主要工序的连续作业，制备成力学性能和精度符合要求的超高强度合金无缝管，轧制过程一火成材，代替外车内镗，实现了效率提升、周期缩短、材料节约的目的，可大幅节省材料损耗及提高效率，具备较高的经济价值。
Description
技术领域
本发明属于无缝管材及其制备方法技术领域，具体涉及一种超高强度合金的无缝管轧制方法。
背景技术
高合金超高强度耐热钢，通常室温强度≥1760MPa，含比较多的镍、铬、钼等元素，呈现出导热性差，高温抗力大，难以塑性变形等特点，通常采用内镗外车工艺制备管状工件。传统的超高强度高合金管状工件制造工艺流程是：锻造圆棒→固溶热处理→精整、超声、磁粉探伤→下料切断→外车内镗→精加工→检验、包装、入库；其中采用外车内镗生产过程原料浪费大，生产周期长，如果按上述工艺生产，耗费周期长，且生产过程中造成的浪费较大，同时也增加了生产成本，且产品尺寸及表面质量不易控制。
对于外径的超高强度合金管状工件，市场上需求旺盛，对交货周期要求较短，为了提高超高强度合金管状工件的加工效率，以及降低材料消耗及加工成本，需要探寻一种替代外车内镗制备超高强度合金无缝管材的工艺方法。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案，为此本申请的发明人提出了一种超高强度合金的无缝轧制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高强度合金的无缝管轧制方法，解决现有采用外车内镗方法生产室温强度超过1760MPa的超高强度合金无缝管，面临的生产成本高、周期长、材料浪费大的问题，提供一种简便、实用、生产成本低、加工精度高的超高强度合金无缝管的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超高强度合金的无缝管轧制方法，所述轧制方法包括以下步骤：
A、冷定心
对坯料进行冷定心操作，便于后续穿孔时顺利咬入，形成均匀的壁厚；
B、坯料加热
对坯料进行加热处理，使坯料内外得到完全加热、软化，以便后续顺利穿孔；
C、穿孔
在轧辊、导板和顶头的联合作用下，对加热后的坯料进行穿孔形成轧制用的毛管；
D、轧管和减径处理
对毛管进行轧制和减径处理；使用轧机与芯棒共同作业，对毛管进行轧制，经过延伸变形，减径减壁后得到确定壁厚尺寸的毛管；再经过减径处理后，毛管延伸变形，得到确定外径尺寸的钢管；
E、冷却后热处理
对钢管进行空冷处理，冷却至室温后，进行热处理，得到性能达到要求的超高强度合金钢管。
在如上所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，优选，步骤B中对坯料进行所述加热处理的均热段加热温度为1200℃～1260℃。
在如上所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，优选，步骤B中的对坯料进行所述加热处理的总加热时间控制在280～600min。
在如上所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，优选，步骤B中的对坯料进行所述加热处理时采用分段加热，分段加热过程共分为六段，分别为预热段、加热一段、加热二段、加热三段、加热四段和均热段，各段温度依次升高。
在如上所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，优选，步骤D中对毛管进行减径处理后的终轧温度为650℃以上。
在如上所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，优选，步骤E中所述热处理依次包括第一固溶热处理，第二固溶热处理和第三固溶热处理，三次固溶热处理的温度依次降低；
优选地，所述热处理温度控制在815～960℃；
更优选地，所述第一固溶热处理过程中的温度为925～960℃，加热时间为50～240min；所述第二固溶热处理过程中的温度为875～925℃，加热时间为50～240min；所述第三固溶热处理过程中的温度为815～850℃，加热时间为50～240min。
在如上所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，优选，所述超高强度合金为室温强度≥1760MPa的高合金超高强度耐热钢。
在如上所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，优选，在所述冷定心操作之前包括坯料的制备过程，对管坯进行锻造，然后对锻造后的管坯进行超声和磁粉探伤，确保管坯质量无缺陷，根据确定的坯料的长度，将管坯下料切断，形成坯料。
在如上所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，优选，所述轧制方法还包括，对所述超高强度合金钢管进行矫直处理和探伤处理。
在如上所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，优选，所述轧制方法还包括，对所述超高强度合金钢管进行表面精整，检验合格后包装入库。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：
本发明的超高强度合金无缝管轧制方法具备的优势主要包括：
1、现场可操作性强，工作人员容易掌握，钢管尺寸控制效果理想，生产周期短，生产成本低，且钢管质量可靠。
2、应用轧制加工的制造方式，设计科学合理的工艺，通过实心棒料加热、穿孔机变形为空心毛管、轧管机延伸变形并控制壁厚、减径机延伸变形并控制外径四个主要工序连续作业一火成材，代替外车内镗，实现了效率提升、周期缩短、材料节约的目的，可大幅节省材料损耗及提高效率(金属材料耗费平均减少50％以上、批量生产替代单个工件加工)，具备较高的经济价值。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明实施例的超高强度合金无缝管的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供的一种超高强度合金无缝管轧制方法，可以用来轧制室温强度超过1760MPa的超高合金超高强度耐热钢，本发明中的超高强度合金无缝钢管轧制方法主要是针对满足下述元素成分的超高强度合金，其具体成分如下：
| 化学元素 | C | Mn | Si | P | S | Cr | Ni | Co | Mo | Ti | Al | Cu |
| 标准下限 | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | ≤ | 16.00 | ≤ | 2.55 | 1.00 | 0.05 | ≤ |
| 标准上限 | 0.01 | 0.10 | 0.10 | 0.008 | 0.005 | 0.50 | 22.00 | 0.80 | 3.55 | 1.80 | 0.25 | 0.50 |
该超高强度合金的室温强度超过1760MPa，含比较多的镍、钴、钼、钛等元素，呈现出导热性差，高温抗力大，难以塑性变形等特点。
本发明的一种超高强度合金的无缝管轧制方法包括以下工艺流程：锻造管坯→超声+磁粉探伤→下料切断→冷定心→坯料加热→穿孔→轧管→减径→冷却→热处理→矫直→探伤→精整、检验→包装、入库。
具体步骤如下：
A、坯料的制备
首先对管坯进行锻造，锻造管坯是为形成穿孔、轧制所需要的坯料；然后对锻造后的管坯进行超声和磁粉探伤，确保管坯质量无缺陷，保证无缺陷坯料进炉加热，根据目标钢管尺寸要求和生产能力，计算出需要的坯料长度，确定坯料的长度后，将管坯下料切断，形成坯料。
B、冷定心
对坯料进行冷定心操作，目的是便于后续穿孔时顺利咬入，形成均匀的壁厚。通常情况下定心尺寸为(其中40～60为定心直径，40～100为定心深度)，定心尺寸根据坯料尺寸设计，起到足够的导向作用且最小的材料浪费。
C、坯料加热
对坯料进行加热处理，使坯料内外得到完全加热、软化，以便后续顺利穿孔和轧制；
在本发明的具体实施例中，对坯料进行加热处理的均热段加热温度控制在1200～1260℃(比如1202℃、1204℃、1206℃、1208℃、1210℃、1215℃、1220℃、1225℃、1230℃、1235℃、1240℃、1245℃、1250℃、1255℃)。均热段对坯料来说有使坯料内部温度与表面温度趋于一致的作用，以消除内部与表层的应力。
在本发明的具体实施例中，对坯料进行加热处理的总加热时间控制在280～600min(比如300min、320min、340min、360min、380min、400min、420min、440min、460min、480min、500min、520min、540min、560min、580min)。优选地，步骤C中的对坯料进行加热处理时采用分段加热，分段加热过程共分为六段，分别为预热段、加热一段、加热二段、加热三段、加热四段和均热段，各段温度依次升高。
再优选地，预热段加热温度≤800℃，加热时间40～160min(比如50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min、150min)；加热一段加热温度800～900℃(比如820℃、840℃、860℃、880℃)，加热时间20～120min(比如30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min)；加热二段加热温度900～1000℃(比如910℃、920℃、930℃、940℃、950℃、960℃、970℃、980℃、990℃)，加热时间30～160min(比如40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min、150min)；加热三段加热温度1000～1100℃(比如1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃)；加热时间30～160min(比如40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min、150min)；加热四段加热温度1100～1200℃(比如1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃、1190℃)，加热时间30～120min(比如40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min)；均热段加热温度1200～1260℃(比如1210℃、1220℃、1230℃、1240℃、1250℃、1260℃)，加热时间30～120min(比如40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min)。
若对坯料加热处理时减少分段数量，只分成三段或四段加热但保证总加热时间，也可以完成后续的穿孔、轧制和减径工作，但这样会因相邻两段温差过大导致坯料内部出现热应力裂纹并在后续轧制过程扩展的风险。
本发明中对坯料加热通过采用六段分段加热，加热温度和时间的合理搭配，使坯料内外得到完全加热、软化，以便后续能够顺利对超高强度合金进行穿孔和轧制。
D、穿孔
在轧辊、导板和顶头的联合作用下，对加热后的坯料进行穿孔形成轧制用的毛管。
E、轧管和减径处理
对毛管进行轧制和减径处理；使用三辊轧机与芯棒共同作业，对毛管进行轧制，经过延伸变形，减径减壁后得到确定壁厚尺寸的毛管，使用三辊轧机与芯棒共同作用，轧制过程中减径量最大可以达到70mm；减壁量最大可以达到8mm；再经过减径机减径处理后，毛管延伸变形，最大减径量可以达到20mm，得到确定外径尺寸的钢管，由此钢管的所有尺寸得到最终确定。
优选地，对毛管进行减径处理后的终轧温度控制在650℃以上，终轧温度为减径后钢管的温度；也即是对毛管进行穿孔、轧管和减径处理的温度在650℃以上，在高温状态下连续完成实心棒到空心管的延展变形，以达到设计的尺寸。
F、冷却后热处理
对经过减径处理后的钢管进行空冷处理，冷却至室温后，转到热处理工序，进行热处理，得到性能达到要求的超高强度合金钢管；
在本发明的具体实施例中，步骤F中热处理依次包括第一固溶热处理、第二固溶热处理和第三固溶热处理；其中第一固溶热处理的温度、第二固溶热处理的温度和第三固溶热处理的温度逐次降低；热处理的温度控制在815～960℃。
优选地，第一固溶热处理过程中的温度为925～960℃(比如930℃、935℃、940℃、945℃、950℃、955℃)，加热时间为50～240min(比如60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min、150min、160min、170min、180min、190min、200min、210min、220min、230min)；第二固溶热处理过程中的温度为875～925℃(比如880℃、885℃、890℃、895℃、900℃、905℃、910℃、915℃、920℃)，加热时间为50min～240min(比如60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min、150min、160min、170min、180min、190min、200min、210min、220min、230min)；第三固溶热处理过程中的温度为815～850℃(比如820℃、825℃、830℃、835℃、840℃、845℃)，加热时间为50min～240min(比如60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、130min、140min、150min、160min、170min、180min、190min、200min、210min、220min、230min)。
经过三次热处理后，已实现得到理想的组织和性能，超高强度合金钢管的最终热处理性能满足屈服强度Rp0.2(N/mm2)≥1655，抗拉强度Rm(N/mm2)≥1760，延伸率A％≥6，断裂韧性KIC(MPa.m1/2)≥85，硬度(HRC)≥48，表面硬度(HRC)≤35。
本发明的具体实施例中还包括矫直处理，改善超高强度合金钢管弯曲度，满足对钢管弯曲度的要求，同时便于后续工序正常生产作业。
本发明的具体实施例中还包括探伤处理，经过矫直处理后的超高强度合金钢管进入探伤处理工序，检验钢管是否存在缺陷，若发现缺陷及时处理消除，以免影响正常使用，无缺陷钢管进入下一道工序。
G、精整、检验后包装入库
对超高强度合金钢管进行高精度尺寸和表面修整，切除钢管毛头，对超高强度合金钢管的尺寸、弯曲度和表面进行确认，检验合格后，得到超高强度合金无缝管，对不满足标准要求的超高强度合金钢管及时整改；根据用户即标准的要求进行包装，然后放入成品库，等待发货。
本发明的超高强度合金无缝管在由于含有较高合金含量，导热性能差，难以塑性变形，而本发明中通过合理控制轧制温度，在轧制过程中将轧制坯料均热段加热温度控制在1200～1260℃，在高温(终轧温度控制在650℃以上)状态下连续完成实心棒到空心管的延展变形，以达到设计的尺寸；另外，作为减径后的冷却方式，采用空冷的冷却方式，而后进行三次固溶热处理，以实现理想的组织、性能，以达到高强度和尺寸符合标准误差率小的无缝管。
本发明的轧制方法对坯料进行加热处理时采用分段加热，分段加热过程共分为六段，分别为预热段、加热一段、加热二段、加热三段、加热四段和均热段；通过坯料在不同温度区间加热不同时间，使坯料内外得到完全加热、软化；同时控制穿孔、轧制坯料过程中保持较高的温度，穿孔、轧制时无需对钢管进行额外加热，利用坯料加热过程中的温度即可顺利完成穿孔和轧制过程。
对于热轧超高强度合金无缝管，参照国内机加工结构用管标准，尺寸允许偏差：外径偏差(mm)±1％D，壁厚偏差(mm)±12.5％S，椭圆度≤外径公差的80％，弯曲度每米≤3mm，弯曲度全长≤1％L。
通过本工艺生产出来的无缝管，外径偏差(mm)-0.8％～+0.8％D，壁厚偏差(mm)-8％S～+12％S，椭圆度≤外径公差的60％，弯曲度每米≤2mm，弯曲度全长≤0.1％L；满足机加工粗镗后的尺寸精度。
实施例1
本发明实施例提供的一种超高强度合金无缝管轧制方法，室温强度超过1760MPa的高合金超高强度耐热钢轧制成直径146×18mm规格(其中146mm为外径，18mm为壁厚尺寸)的无缝管的具体工艺流程是：
锻造管坯，坯料直径为→超声+磁粉探伤→下料切断→冷定心(定心直径定心深度70mm)→坯料加热(总加热时间350min，最终加热温度即均热段温度1203℃，其中预热段加热温度720℃，加热时间47min；加热一段加热温度815℃，加热时间69min；加热二段加热温度967℃，加热时间75min；加热三段加热温度1044℃；加热时间56min；加热四段加热温度1129℃，加热时间61min；均热段加热温度1203℃，加热时间42min)→穿孔(采用装置参数为142mm辊距，顶头，40mm顶伸，155mm导板距，形成毛管规格：)→轧管(采用芯棒，喉径152mm，形成毛管规格：)→减径(减径量8mm)，终轧温度为682℃→冷却(空冷)→热处理(三次固溶热处理，热处理温度960℃～815℃，逐次降低。其中，第一固溶热处理过程中的温度为943℃，加热时间78min；第二固溶热处理过程中的温度为895℃，加热时间84min；第三固溶热处理过程中的温度为823℃；加热时间96min)→矫直→探伤→精整、检验→包装、入库。
本实施例中生产的无缝钢管外径146.2～146.8mm，壁厚17.9～19.1mm，椭圆度0.3mm～0.6mm，每米弯曲度最大值1.2mm，全长弯曲度最大值3mm。
超高强度合金无缝管的性能满足屈服强度Rp0.2(N/mm2)≥1655，抗拉强度Rm(N/mm2)≥1760，延伸率A％≥6，断裂韧性KIC(MPa.m1/2)≥85，硬度(HRC)≥48，表面硬度(HRC)≤35。
实施例2
本发明实施例提供的一种超高强度合金无缝管轧制方法，室温强度超过1760MPa的高合金超高强度耐热钢轧制成直径145×22.5mm(其中145mm为外径，22.5mm为壁厚尺寸)规格的无缝管的具体工艺流程是：
锻造管坯，坯料直径→超声+磁粉探伤→下料切断→冷定心(定心直径定心深度70mm)→坯料加热(总加热时间377min，最终加热温度即均热段温度1238℃；其中预热段加热温度753℃，加热时间56min；加热一段加热温度822℃，加热时间63min；加热二段加热温度942℃，加热时间89min；加热三段加热温度1057℃；加热时间67min；加热四段加热温度1142℃，加热时间54min；均热段加热温度1238℃，加热时间48min)→穿孔(采用装置参数为143mm辊距，顶头，30mm顶伸，155mm导板距，形成毛管规格)→轧管(芯棒，喉径152mm，形成毛管规格：)→减径(减径量8mm)，终轧温度为690℃→冷却(空冷)→热处理(三次固溶热处理，热处理温度960℃～815℃，逐次降低，其中，第一固溶热处理过程中的温度为952℃，加热时间88min；第二固溶热处理过程中的温度为883℃，加热时间76min；第三固溶热处理过程中的温度为834℃；加热时间95min)→矫直→探伤→精整、检验→包装、入库。
本实施例生产的无缝钢管外径145.0～145.8mm，壁厚22.3～23.6mm，椭圆度0.21～0.69mm，每米弯曲度最大值0.8mm，全长弯曲度最大值2.2mm。
超高强度合金无缝管的性能满足屈服强度Rp0.2(N/mm2)≥1655，抗拉强度Rm(N/mm2)≥1760，延伸率A％≥6，断裂韧性KIC(MPa.m1/2)≥85，硬度(HRC)≥48，表面硬度(HRC)≤35。
实施例3
本发明实施例提供的一种超高强度合金无缝管轧制方法，室温强度超过1760MPa的高合金超高强度耐热钢轧制成直径146×23mm(其中146mm为外径，23mm为壁厚尺寸)规格的无缝管的具体工艺流程是：
锻造管坯，坯料直径→超声+磁粉探伤→下料切断→冷定心(定心直径定心深度70mm)→坯料加热(总加热时间447min，最终加热温度即均热段温度1211℃；其中预热段加热温度782℃，加热时间83min；加热一段加热温度857℃，加热时间76min；加热二段加热温度969℃，加热时间105min；加热三段加热温度1032℃；加热时间74min；加热四段加热温度1170℃，加热时间62min；均热段加热温度1211℃，加热时间47min)→穿孔(146mm辊距，顶头，40mm顶伸，160mm导板距，形成毛管规格)→轧管(芯棒，喉径152mm，形成毛管规格：)→减径(减径量8mm)，终轧温度为698℃→冷却(空冷)→热处理(三次固溶热处理，热处理温度960℃～815℃，逐次降低，其中，第一固溶热处理过程中的温度为944℃，加热时间73min；第二固溶热处理过程中的温度为897℃，加热时间92min；第三固溶热处理过程中的温度为842℃，加热时间103min)→矫直→探伤→精整、检验→包装、入库。
本实施例中生产的无缝钢管外径146.1～147.1mm，壁厚22.7～23.8mm，椭圆度0.22～0.65mm，每米弯曲度最大值1mm，全长弯曲度最大值3mm。
超高强度合金无缝管的性能满足屈服强度Rp0.2(N/mm2)≥1655，抗拉强度Rm(N/mm2)≥1760，延伸率A％≥6，断裂韧性KIC(MPa.m1/2)≥85，硬度(HRC)≥48，表面硬度(HRC)≤35。
实施例4
本实施例中将实施例1中坯料加热过程中的加热总时间更改为300min，最终加热温度即均热段加热温度更改为1210℃，其中预热段加热温度750℃，加热时间40min；加热一段加热温度836℃，加热时间61min；加热二段加热温度980℃，加热时间61min；加热三段加热温度1064℃；加热时间50min；加热四段加热温度1156℃，加热时间50min；均热段加热温度1210℃，加热时间38min，其他方法步骤与实施例1相同，在此不再赘述。最终仍得到符合标准要求的室温强度超过1760MPa的高合金超高强度耐热146×18mm规格的无缝钢管。
超高强度合金无缝管的性能满足屈服强度Rp0.2(N/mm2)≥1655，抗拉强度Rm(N/mm2)≥1760，延伸率A％≥6，断裂韧性KIC(MPa.m1/2)≥85，硬度(HRC)≥48，表面硬度(HRC)≤35。
实施例5
本实施例中将将实施例2中坯料加热过程中的加热总时间更改为363min，最终加热温度即均热段加热温度更改为1245℃，其中预热段加热温度762℃，加热时间54min；加热一段加热温度834℃，加热时间65min；加热二段加热温度951℃，加热时间85min；加热三段加热温度1065℃；加热时间65min；加热四段加热温度1162℃，加热时间52min；均热段加热温度1245℃，加热时间42min，减径后的终轧温度为700℃，其他方法步骤与实施例2相同，在此不再赘述。最终仍得到符合标准要求的室温强度超过1760MPa的高合金超高强度耐热145×22.5mm规格的无缝钢管。
超高强度合金无缝管的性能满足屈服强度Rp0.2(N/mm2)≥1655，抗拉强度Rm(N/mm2)≥1760，延伸率A％≥6，断裂韧性KIC(MPa.m1/2)≥85，硬度(HRC)≥48，表面硬度(HRC)≤35。
实施例6
实施例中将热处理过程中的第一固溶热处理温度改为950℃，加热时间70min；第二固溶热处理温度改为900℃，加热时间80min；第三固溶热处理温度改为845℃，加热时间95min；其他方法步骤与实施例3相同，在此不再赘述。最终仍得到符合标准要求的室温强度超过1760MPa的高合金超高强度耐热146×23mm规格的无缝钢管。
超高强度合金无缝管的性能满足屈服强度Rp0.2(N/mm2)≥1655，抗拉强度Rm(N/mm2)≥1760，延伸率A％≥6，断裂韧性KIC(MPa.m1/2)≥85，硬度(HRC)≥48，表面硬度(HRC)≤35。
对照例1
本对照例和实施例1的区别在于，将坯料加热过程中的总加热时间控制为191min，最终加热温度即均热段加热温度设置为900℃，分三段进行加热，其中预热段加热温度720℃，加热时间47min；加热一段加热温度815℃，加热时间69min；加热二段加热温度900℃，加热时间75min；其他方法步骤与实施例1相同，在此不再赘述。
本实施例中制备的坯料无法进行穿孔得到毛管，后工序无法正常开展生产。
对照例2
本对照例和实施例1的区别在于，将热处理过程中的第二次固溶热处理省略，其他方法步骤与实施例1相同，在此不再赘述。
本实施例中最终得到的超高强度合金无缝管力学性能无法满足标准要求。
对照例3
本对照例中的钢管制备经过锻造管坯、超声+磁粉探伤和下料切断后采用传统的外车内镗加工钢管，每支钢管(钢管长度切制8m)的机加工时间达8小时以上。
而采用本发明的超高强度合金无缝钢管轧制方法，每支钢管轧制生产时间在60s左右(集约生产，坯料加热时可生产其他种类产品)，极大得提高了生产效率。
此外，采用外车内镗加工，每支坯料车削后废料多，无法利用，只能回炉，浪费大；采用本发明的超高强度合金无缝钢管轧制方法，每支坯料整体参与变型，基本无废料，材料利用率高。
综上所述：本发明的超高强度合金无缝钢管轧制方法采用轧制方式来生产管坯，代替传统的外车内镗加工，通过设计科学合理的坯料加工工艺参数，对坯料进行多段加热，并采用多次固溶热处理的方式实现实心棒料加热、穿孔机变形为空心毛管、轧管机延伸变形并控制壁厚、减径机延伸变形并控制外径四个主要工序的连续作业，制备成力学性能和精度符合要求的超高强度合金无缝管，轧制过程一火成材，实现了效率提升、周期缩短、材料节约的目的，可大幅节省材料损耗及提高效率(金属材料耗费平均减少50％以上、批量生产替代单个工件加工)，具备较高的经济价值；且可操作性行强，钢管尺寸控制效果好，质量稳定可靠。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，所述轧制方法包括以下步骤：
A、冷定心
对坯料进行冷定心操作，便于后续穿孔时顺利咬入，形成均匀的壁厚；
B、坯料加热
对坯料进行加热处理，使坯料内外得到完全加热、软化，以便后续顺利穿孔；
C、穿孔
在轧辊、导板和顶头的联合作用下，对加热后的坯料进行穿孔形成轧制用的毛管；
D、轧管和减径处理
对毛管进行轧制和减径处理；使用轧机与芯棒共同作业，对毛管进行轧制，经过延伸变形，减径减壁后得到确定壁厚尺寸的毛管；再经过减径处理后，毛管延伸变形，得到确定外径尺寸的钢管；
E、冷却后热处理
对钢管进行空冷处理，冷却至室温后，进行热处理，得到性能达到要求的超高强度合金钢管。
2.如权利要求1所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，步骤B中对坯料进行所述加热处理的均热段加热温度为1200℃～1260℃。
3.如权利要求1或2所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，步骤B中的对坯料进行所述加热处理的总加热时间控制在280～600min。
4.如权利要求1-3任一项所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，步骤B中的对坯料进行所述加热处理时采用分段加热，分段加热过程共分为六段，分别为预热段、加热一段、加热二段、加热三段、加热四段和均热段，各段温度依次升高。
5.如权利要求1-4任一项所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，步骤D中对毛管进行减径处理后的终轧温度为650℃以上。
6.如权利要求1-5任一项所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，步骤E中所述热处理依次包括第一固溶热处理，第二固溶热处理和第三固溶热处理，三次固溶热处理的温度依次降低；
优选地，所述热处理温度控制在815～960℃；
更优选地，所述第一固溶热处理过程中的温度为925～960℃，加热时间为50～240min；所述第二固溶热处理过程中的温度为875～925℃，加热时间为50～240min；所述第三固溶热处理过程中的温度为815～850℃，加热时间为50～240min。
7.如权利要求1-6任一项所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，所述超高强度合金为室温强度≥1760MPa的高合金超高强度耐热钢。
8.如权利要求1-7任一项所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，在所述冷定心操作之前包括坯料的制备过程，对管坯进行锻造，然后对锻造后的管坯进行超声和磁粉探伤，确保管坯质量无缺陷，根据确定的坯料的长度，将管坯下料切断，形成坯料。
9.如权利要求1-8任一项所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，所述轧制方法还包括，对所述超高强度合金钢管进行矫直处理和探伤处理。
10.如权利要求9所述的超高强度合金的无缝管轧制方法，其特征在于，所述轧制方法还包括，对所述超高强度合金钢管进行表面精整，检验合格后包装入库。
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