CN115338266A - 一种金属管冷轧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属管冷轧方法，包括以下步骤：（1）将金属管套设于芯棒上，使芯棒的一端伸出轧辊；（2）驱动金属管使其穿入轧辊的一端沿送料方向前进第一长度后停止，金属管同时绕自身轴心线方向转过第一角度；驱动轧辊沿送料方向往返以轧制金属管；（3）重复进行步骤（2）六次或以上，使金属管转过的总角度大于或等于360°；（4）驱动金属管使其穿入轧辊的一端沿送料方向前进第二长度后停止，金属管同时绕自身轴心线方向转过第二角度；驱动轧辊沿送料方向往返以轧制金属管；重复进行步骤（4），直至完成对金属管的轧制；第二长度大于第一长度。本发明金属管冷轧方法能够制得端部表面质量较好、外径尺寸精度较高且拉伸性能较好的金属管。

Description

一种金属管冷轧方法
技术领域
本发明涉及一种金属管冷轧方法。
背景技术
现有的用于钛管的轧制方法一般为单送进单回转，单次送进距离为2mm左右，单次回转角度为36°左右。对于钛管的端部位置，由于单次送进距离较大，且单次回转角度较小，导致制得的钛管端部凹凸不平，并且伴随着开裂现象，对于壁厚较大（这里指壁厚＞2mm）的钛管尤为严重。制得的钛管端部表面质量较低，端部的外径尺寸精度较低且拉伸性能较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属管冷轧方法，能够制得端部表面质量较好、端部外径尺寸精度较高且端部拉伸性能较好的金属管。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种金属管冷轧方法，包括以下步骤：
（1）将金属管套设于芯棒上，使芯棒的一端沿送料方向伸出轧辊；
（2）驱动所述金属管沿所述送料方向前进，使所述金属管穿入所述轧辊的一端沿所述送料方向前进第一长度后停止，所述金属管在前进的同时绕自身轴心线方向转过第一角度；
先驱动所述轧辊沿所述送料方向的正向前进第一长度以轧制所述金属管，再驱动所述轧辊沿所述送料方向的反向后退第一长度以再次轧制所述金属管，所述轧辊用于将所述金属管沿周向压抵在所述芯棒上；
（3）重复进行步骤（2）六次或以上，使所述金属管转过的总角度大于或等于360°，以完成对所述金属管端部的轧制；
（4）驱动所述金属管沿所述送料方向前进，使所述金属管穿入所述轧辊的一端沿所述送料方向前进第二长度后停止，所述金属管在前进的同时绕自身轴心线方向转过第二角度；
先驱动所述轧辊沿所述送料方向的正向前进第二长度以轧制所述金属管，再驱动所述轧辊沿所述送料方向的反向后退第二长度以再次轧制所述金属管，所述轧辊用于将所述金属管沿周向压抵在所述芯棒上；
重复进行步骤（4），直至完成对所述金属管的轧制；
所述第二角度等于或小于所述第一角度，所述第二长度大于所述第一长度。
优选地，所述第一长度为d1，其中0.2mm≤d1≤0.5mm，所述第二长度为d2，其中，1.5mm≤d2≤2.5mm。
更优选地，所述第一长度d1为0.3mm，所述第二长度d2为2mm。
优选地，所述第一角度为α，其中50°≤α≤60°。
更优选地，所述第一角度α为55°。
更优选地，在步骤（3）中，重复进行步骤（2）的次数小于或等于360°/α，当α不能被360°整除时，对360°/α向上取整。
优选地，在步骤（2）中，所述轧辊沿所述送料方向的正向匀速前进，并沿所述送料方向的反向匀速后退，所述轧辊匀速前进的速度和匀速后退的速度相同。
优选地，在步骤（4）中，所述轧辊沿所述送料方向的正向匀速前进，并沿所述送料方向的反向匀速后退，所述轧辊匀速前进的速度和匀速后退的速度相同。
优选地，在步骤（1）中，所述芯棒沿所述送料方向的正向伸出所述轧辊的第三长度大于或等于第二长度；
所述金属管被轧制之前的内径大于所述芯棒沿所述送料方向的正向伸出所述轧辊部分的直径。
更优选地，所述芯棒未沿所述送料方向的正向伸出所述轧辊部分的直径小于或等于所述金属管被轧制之前的内径。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明金属管冷轧方法，对金属管的端部单独采用小送进配合大回转的轧制工艺，减小端部轧制时的单次送进量能够减小金属管管端内部金属单次塑性的变形量，减少因塑性变形产生的位错密度，减少积累的残余应力和开裂现象；提高端部轧制时的回转角度能够增加金属管端部的塑性变形区域，在同等时间内可对更多金属进行轧制，缩短金属管完成整周轧制的次数，增加金属管端部的分散变形度，提高了金属管端部的壁厚均匀度，配合六次或以上的对金属管端部完整圆周的轧制，能够制得端部表面质量较好、端部外径尺寸精度较高且端部拉伸性能较好的金属管。
附图说明
附图1为根据本发明具体实施例的金属管冷轧方法的轧制结构示意图。
其中：1、轧辊；2、金属管；3、芯棒。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明实施例的不同结构。为了简化本发明实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明实施例。此外，本发明实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
参见图1所示，本实施例提供一种金属管冷轧方法，该金属管2为钛管，长度为500mm，钛管在轧制前的外径为40mm，壁厚为6mm，钛管在轧制后的目标外径为25mm，目标壁厚为3mm；该冷轧方法包括以下步骤：
（1）将芯棒3固定并使其沿左右方向设置，芯棒3由高强度高耐压的铬钢制成，再将钛管套设于芯棒3上，使两者同轴心线排列，使芯棒3的右端向右伸出轧辊1，芯棒3伸出的长度为第三长度，钛管能够相对芯棒3沿左右方向往复运动；轧辊1为一组两个，两个轧辊1沿上下方向排列，一组轧辊1从左向右同步转动时，两者之间圆周间隙的直径逐渐减小，以实现对钛管的正行程轧制，反之，一组轧辊1从右向左同步转动复位时，两者之间圆周间隙的直径逐渐增大，以实现对钛管的反行程轧制；
（2）通过外部的第一驱动机构（图中未示出）驱动钛管相对芯棒3沿送料方向（即图1中从左向右的方向）前进，使钛管穿入轧辊1的一端（即右端）沿送料方向前进第一长度后停止，即钛管的右端向右伸出轧辊1的长度为第一长度，钛管在前进的同时绕自身轴心线方向转过第一角度，其中，第一长度小于第三长度，使钛管位于轧辊1右侧的部分能够整体套设于芯棒3外侧；
第一角度为α，其中50°≤α≤60°，在本实施例中，第一角度α为55°；第一长度为d1，其中0.2mm≤d1≤0.5mm，在本实施例中，第一长度d1为0.3mm；
先通过外部的第二驱动机构（图中未示出）驱动轧辊1沿送料方向的正向（即图1中从左向右的方向）前进第一长度以轧制钛管，再通过外部的第二驱动机构（图中未示出）驱动轧辊1沿送料方向的反向（即图1中从右向左的方向）后退第一长度以再次轧制钛管，轧辊1用于将钛管的端部沿周向压抵在芯棒3上；
在本实施例中，轧辊1沿送料方向的正向匀速前进，并沿送料方向的反向匀速后退，轧辊1匀速前进的速度和匀速后退的速度相同，以实现对钛管的均匀轧制；
芯棒3位于轧辊1左侧一段的直径小于或等于钛管被轧制之前的内径，芯棒3位于轧辊1右侧一段的直径小于钛管被轧制之前的内径，以使得被轧制之后的钛管的内径与芯棒3位于轧辊1右侧一段的直径相同；在本实施例中，芯棒3位于轧辊1左侧一段的直径为28mm，芯棒33位于轧辊11右侧一段的直径为19mm，芯棒3左右两段之间通过从左往右直径逐渐减小的弧形段进行连接；
（3）重复进行步骤（2）六次或以上，使钛管转过的总角度大于或等于360°，以完成对钛管端部的轧制；
重复进行步骤（2）的次数小于或等于360°/α，当α不能被360°整除时，对360°/α向上取整（例如当α为50°时，360°/α向上取整的数值为8，当α为55°时，360°/α向上取整的数值为7）；在本实施例中，重复进行步骤（2）七次，使钛管转过385°，以完成对钛管端部整个圆周面的轧制；
将步骤（2）的次数控制在六次至八次，不仅能够避免对端部轧制时较多的回转次数导致送进长度较长，生产效率降低，还能够避免对端部轧制时较少的回转次数导致送进长度较短，端部沿轴向未完成轧制；
（4）通过外部的第一驱动机构驱动钛管沿送料方向前进，使钛管穿入轧辊1的一端（即右端）沿送料方向前进第二长度后停止，钛管在前进的同时绕自身轴心线方向转过第二角度；第二角度等于或小于第一角度，第二长度大于第一长度且小于或等于第三长度；
第二长度为d2，其中，1.5mm≤d2≤2.5mm，在本实施例中，第二长度d2为2mm，第二角度β为55°；
先通过外部的第二驱动机构驱动轧辊1沿送料方向的正向（即图1中从左向右的方向）前进第二长度以轧制钛管，再通过外部的第二驱动机构驱动轧辊1沿送料方向的反向后退第二长度以再次轧制钛管，轧辊1用于将钛管沿周向压抵在芯棒3上；
在本实施例中，轧辊1沿送料方向的正向匀速前进，并沿送料方向的反向匀速后退，轧辊1匀速前进的速度和匀速后退的速度相同，以实现对钛管的均匀轧制；
重复进行步骤（4），直至完成对钛管的轧制，由于钛管长度为500mm，对端部轧制时，单次送进0.3mm，送进次数为7次；对管身轧制时，单次送进2mm，送进次数为249次，需要注意的是，在步骤（2）和步骤（4）中，钛管的转动方向始终相同。
本实施例中仅对钛管的首端进行针对性地轧制，当需要时，也可以通过步骤（2）中的工艺条件对钛管的末端也进行针对性地轧制。
下表为在相同条件下，对钛管（轧制前的参数、轧制后的目标参数分别与本实施例中相同，即钛管、芯棒3和轧辊1分别与本实施例中相同）分别采用单送进单回转以及本实施例冷轧方法进行轧制的工艺参数和产品测量结果。
其中，单送进单回转为钛管单次送进大进量送进距离（同时转过大进量回转角度）后停止，轧辊1往返轧制一次后；重复上述过程。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由上表可以看出，采用本实施例方法轧制得到的钛管，其端部外径尺寸精度相对较高且端部拉伸性能相对较好，端部的外形更为均匀规则。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种金属管冷轧方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将金属管套设于芯棒上，使芯棒的一端沿送料方向伸出轧辊；
（2）驱动所述金属管沿所述送料方向前进，使所述金属管穿入所述轧辊的一端沿所述送料方向前进第一长度后停止，所述金属管在前进的同时绕自身轴心线方向转过第一角度；
先驱动所述轧辊沿所述送料方向的正向前进第一长度以轧制所述金属管，再驱动所述轧辊沿所述送料方向的反向后退第一长度以再次轧制所述金属管，所述轧辊用于将所述金属管沿周向压抵在所述芯棒上；
（3）重复进行步骤（2）六次或以上，使所述金属管转过的总角度大于或等于360°，以完成对所述金属管端部的轧制；
（4）驱动所述金属管沿所述送料方向前进，使所述金属管穿入所述轧辊的一端沿所述送料方向前进第二长度后停止，所述金属管在前进的同时绕自身轴心线方向转过第二角度；
先驱动所述轧辊沿所述送料方向的正向前进第二长度以轧制所述金属管，再驱动所述轧辊沿所述送料方向的反向后退第二长度以再次轧制所述金属管，所述轧辊用于将所述金属管沿周向压抵在所述芯棒上；
重复进行步骤（4），直至完成对所述金属管的轧制；
所述第二角度等于或小于所述第一角度，所述第二长度大于所述第一长度。
2.根据权利要求1所述的金属管冷轧方法，其特征在于：所述第一长度为d1，其中0.2mm≤d1≤0.5mm，所述第二长度为d2，其中，1.5mm≤d2≤2.5mm。
3.根据权利要求2所述的金属管冷轧方法，其特征在于：所述第一长度d1为0.3mm，所述第二长度d2为2mm。
4.根据权利要求1所述的金属管冷轧方法，其特征在于：所述第一角度为α，其中50°≤α≤60°。
5.根据权利要求4所述的金属管冷轧方法，其特征在于：所述第一角度α为55°。
6.根据权利要求4所述的金属管冷轧方法，其特征在于：在步骤（3）中，重复进行步骤（2）的次数小于或等于360°/α，当α不能被360°整除时，对360°/α向上取整。
7.根据权利要求1所述的金属管冷轧方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述轧辊沿所述送料方向的正向匀速前进，并沿所述送料方向的反向匀速后退，所述轧辊匀速前进的速度和匀速后退的速度相同。
8.根据权利要求1所述的金属管冷轧方法，其特征在于：在步骤（4）中，所述轧辊沿所述送料方向的正向匀速前进，并沿所述送料方向的反向匀速后退，所述轧辊匀速前进的速度和匀速后退的速度相同。
9.根据权利要求1所述的金属管冷轧方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述芯棒沿所述送料方向的正向伸出所述轧辊的第三长度大于或等于第二长度；
所述金属管被轧制之前的内径大于所述芯棒沿所述送料方向的正向伸出所述轧辊部分的直径。
10.根据权利要求9所述的金属管冷轧方法，其特征在于：所述芯棒未沿所述送料方向的正向伸出所述轧辊部分的直径小于或等于所述金属管被轧制之前的内径。
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Denomination of invention: A cold rolling method for metal tubes

Granted publication date: 20231027

Pledgee: China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Zhangjiagang City Branch

Pledgor: ZHANGJIAGANG HUAYU NONFERROUS METAL MATERIAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980027025