CN114178465B - 超大口径厚壁无缝钢管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超大口径厚壁无缝钢管的制造方法，包括：在锻造成型前，通过制坯、挤压工序继续加工坯料；坯料加热后进行锻造扩孔，锻造扩孔过程中采用两趟次套芯棒整形，锻造扩孔后热处理，制备成大口径厚壁无缝钢管。本发明采用挤压‑锻造联合成型方式，解决了超大口径厚壁的管件难锻透，扩孔难度大的问题。
Description
技术领域
本发明属于无缝钢管的制备技术，具体涉及一种超大口径厚壁无缝钢管的制造方法。
背景技术
常规无缝钢管一般采用锻造或者挤压方式生产，目前能够生产的无缝钢管规格从200-1200mm，而直径一米以上规格的钢管探伤合格率一般为50％左右。
按照以往工艺路线，如此大口径的无缝钢管需要锻造，坯料和芯棒总重超出了操纵机载荷，并且压机无法将坯料锻透，性能很难满足技术要求。空心锻造时，坯料镦粗后需要冲孔，冲头直径小，孔容易冲偏；冲孔后冲头不易退出，且冲孔后坯料扩孔难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超大口径厚壁无缝钢管的制造方法，采用挤压-锻造联合成型方式，解决了超大口径厚壁的管件难锻透，扩孔难度大的问题。
为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：
超大口径厚壁无缝钢管的制造方法，包括：
在锻造成型前，通过制坯、挤压工序继续加工坯料；
坯料加热后进行锻造扩孔，锻造扩孔过程中采用两趟次套芯棒整形，锻造扩孔后热处理，制备成超大口径厚壁无缝钢管。
进一步，在锻造成型前，钢锭切冒口制坯，加工表面质量，加工坯料至符合工艺尺寸，充分润滑。
进一步，坯料加热保温后，进行空心锻造并扩孔，锻造扩孔采用两趟次套芯棒整形。
进一步，锻造扩孔时采用长筒形锻件扩孔成形技术，锻造过程采用中间向两边延伸变形顺序，芯棒中间压下量大，两端压下量小，在锻坯尺寸接近工艺要求尺寸时进行精整。
进一步，锻造扩孔选用直径与孔径相近的芯棒，减少壁厚方面偏差。
进一步，锻造扩孔中选用两种芯棒，采用两趟次进行扩孔，每一趟次第一锤从坯料中间开始向两端顺次锻压，变形中第一趟次、第二趟次中间压下量大于两端压下量，最后采用套芯棒整形。
明技术效果包括：
本发明采用挤压-锻造联合成型方式，解决了超大口径厚壁的管件难锻透，扩孔难度大的问题。
本发明突破原有的工艺，采用制坯、挤压、锻造联合成型集成技术工艺流程，通过控制各个成形点变形比的大小和相互之间的配置来控制产品质量。
具体实施方式
以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
超大口径厚壁无缝钢管的制造方法，具体步骤如下：
步骤1：在锻造成型前，通过制坯、挤压工序继续加工坯料；
在锻造成型前，钢锭切冒口制坯，加工表面质量，加工坯料至符合工艺尺寸，充分润滑。制坯后坯料端面平整，表面无大裂纹并且无明显缺陷，加工后坯料规整，符合工艺要求尺寸。挤压后坯料上下端面较平整，出口端无马蹄形，表面润滑均匀无明显缺陷，挤压毛坯尺寸及外观质量符合预期效果。
在锻造成型前通过制坯、挤压工序继续加工坯料，使锻造坯料先拥有大的变形比，细化晶粒，改善组织，有效解决超大口径无缝钢管锻造后性能不合的问题。
步骤2：坯料加热后进行锻造扩孔，锻造扩孔过程中采用两趟次套芯棒整形，锻造扩孔后热处理，制备成大口径厚壁无缝钢管。
坯料加热保温后，采用两趟次套芯棒整形，进行空心锻造并扩孔，最后套芯棒整形。
锻造扩孔时采用长筒形锻件扩孔成形技术，锻造过程采用中间向两边延伸变形顺序保证整体尺寸在变形中得到控制，中间压下量大，两端压下量小，在锻坯尺寸接近工艺要求尺寸时，进行精整，提高锻件直线度，保证锻件形状，有效避免喇叭口的形成。
坯料加热后进行锻造扩孔，锻造扩孔选用直径与孔径相近的芯棒，减少壁厚方面偏差。由于空心锻造后锻件直径较大，在锻造扩孔过程中会产生弯曲和内外孔不规整现象，因此最后套芯棒进行了整形。锻造中选用两种芯棒，采用两趟次进行扩孔，每一趟次第一锤从坯料中间开始向两端顺次锻压，变形中第一趟次、第二趟次中间压下量略大于两端压下量，锻后内外圆尺寸均符合工艺尺寸要求，锻件两端有一定翘曲变形，最后套芯棒进行了整形。
本发明突破原有的工艺，利用制坯-挤压-锻造联合成型技术，生产15CrMoG、P12、P22等低合金、WB36等含镍合金、P91、P92等高合金的，外径大于900mm的，壁厚大于50mm的超大口径厚壁无缝钢管。
通过生产成品规格为φ1296*74的钢管进行验证。锻后热处理后切片检测性能，如表1所示，检测结果符合技术要求。
表1
| 序号 | 规格 | 外径公差(±1％D) | 壁厚公差(±12.5％t) |
| 1 | φ1296*74 | ±12.96 | ±9.25 |
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离技术方案的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种超大口径厚壁无缝钢管的制造方法，其特征在于，包括：
在锻造成型前，钢锭切冒口制坯，加工表面质量，加工坯料至符合工艺尺寸，充分润滑，通过制坯、挤压工序继续加工坯料；
坯料加热后进行锻造扩孔，坯料加热保温后，进行空心锻造并扩孔，锻造扩孔过程中采用两趟次套芯棒整形，锻造扩孔后热处理，制备成超大口径厚壁无缝钢管；锻造扩孔时采用长筒形锻件扩孔成形技术，锻造过程采用中间向两边延伸变形顺序，芯棒中间压下量大，两端压下量小，在锻坯尺寸接近工艺要求尺寸时进行精整。
2.如权利要求1所述的超大口径厚壁无缝钢管的制造方法，其特征在于，锻造扩孔选用直径与孔径相近的芯棒，减少壁厚方面偏差。
3.如权利要求1所述的超大口径厚壁无缝钢管的制造方法，其特征在于，锻造扩孔中选用两种芯棒，采用两趟次进行扩孔，每一趟次第一锤从坯料中间开始向两端顺次锻压，变形中第一趟次、第二趟次中间压下量大于两端压下量，最后采用套芯棒整形。
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| 圆孔与侧扩孔气膜冷却的大涡模拟;王扬平;姜培学;;工程热物理学报;20071115(第06期);全文 * |
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