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將加熱好的鋼錠放入沖孔胎模中先沖一個盲孔,然后放入拔伸胎模中進行拔長而生產(chǎn)厚壁管的方法稱為沖孔-拉伸法。其壓力加工過程的原理如圖2所示。

成形工藝

(1) 材料準備用于鍛制厚壁管的鋼錠,除化學成分必須符合規(guī)定要求外,對Pb,S,Sb,As,P也應嚴格控制,以減少脆性和晶界裂紋的產(chǎn)生。應降低N含量,不能用鋁來脫氧以減少時效敏感性。鋼錠表面不能有裂紋,因為表面任一細小裂紋都有可能在加熱或鍛造過程中進一步擴大。發(fā)現(xiàn)鋼錠表面有裂紋要及時進行清理和打磨,凹坑及清理后產(chǎn)生的凹坑要進行特殊處理,以防產(chǎn)生折疊。鋼錠的冒口和底部切除,可用帶鋸或大面積火焰切割機進行。為防止產(chǎn)生裂紋,對熱敏感性高的鋼錠切割時要進行加熱。

(2) 加熱與鍛前處理應減少鋼錠加熱時的徑向溫度不均勻,以防止由此而導致鋼錠變形抗力不同而引起沖孔偏心。沖孔(拉伸)前要對坯料進行除鱗處理,即打掉坯料周圍的氧化皮,以防鍛造過程中氧化皮掉入模具中而影響管坯表面形狀。

(3) 沖孔為避免放入模具的鋼錠產(chǎn)生偏斜,鋼錠與模具間的間隙應很小,也正因為如此,沖孔過程實際上相當于反擠壓,這樣極有利于鋼錠內(nèi)部缺陷的焊合及晶粒細化。為減少沖孔(或稱為反擠壓)時因沖桿(或稱為凸模)的偏移而產(chǎn)生沖孔偏心,影響尺寸精度,沖孔時沖桿要有導向裝置。在沖孔或拔伸中為方便脫模,加有一定量的脫模劑,當沖孔或拔伸完后要把脫模劑的殘余物沖洗出來,以防止內(nèi)孔缺陷。沖孔的同時也要注意外觀質(zhì)量檢查,對于成形過程中產(chǎn)生的小裂紋和凹坑要及時修整,以防缺陷在后續(xù)成形時進一步擴大。

(4) 拉伸沖孔后如坯料溫度高則可立即進行一次拉伸,否則應先加熱再拉伸。每一火的變形比應達到60%以上,經(jīng)2～3火即可拔到一根成品管所需長度。拉伸過程中應注意如下幾點:①每一火次的拉伸變形量不能太大,這主要是由于設備能力不夠和易于拔穿掉底。②拉伸過程中因重力作用,向下的一邊管壁會變得薄一些,為此每拉一次都應使管坯轉動一定的角度,以使管壁厚度均勻。③拉伸過程要盡可能快,這樣既可以提高生產(chǎn)效率,又可以避免因管坯冷縮包住拉伸桿。

(5) 鍛造設備選擇沖孔的實質(zhì)為反擠壓過程,所需設備噸位較大;拉伸為變薄拉伸過程,通過拉拔要達到所需管長,因此壓力機行程要長。用4000t以上的立式壓力機用于反擠,用2000t以上的大行程臥式水壓機作為拔伸設備是合理的。當然如果沖孔和拉伸壓力機的工作壓力和行程更大些將有利于成形和增加管長。

(6) 熱處理與機加工由于鍋爐鋼管所用材料為低碳鋼或低碳合金鋼,所以熱處理方式為正火。對于合金鋼,可用噴霧方式進行冷卻以滿足其性能要求。由于電站鍋爐鋼管是長期工作于高溫高壓之中,為保證性能符合要求,熱處理工藝參數(shù)(加熱溫度,保溫時間,冷卻條件)及爐溫控制要求極嚴格。熱處理后的鋼管經(jīng)校直、噴丸后即可進行機加工。由于鋼管對尺寸精度要求并不高,因而對機加工設備沒有很高要求,普通深孔鏜床和車床即可勝任。