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高精度冷拔钢管开裂原因分析

时间:2019/06/12


高进度冷拔钢管是以热轧无缝管或直缝焊管为坯料,经预处理后在高精度冷拔机经过模具挤压使之垫陛变形的精密管材。具有精度高、表面粗糙度好、而且机械强度高的特点。在煤矿井下支护、采油、冶金、工程机械、汽车等行业广泛应用。但在高精密冷拔管在生产过程中,工艺处理不当,会造成冷拔管开裂报废,给生产造成较大的经济损失。本文结合实际操作中遇到的问题,对冷拔管开裂的原因,提出生产制造过程中产生开裂原因的几点看法并进行探讨。

1、原材料因素

由于钢管化学成分的波动,热轧管料尺寸的偏差,使得用相同退火酸洗、润滑工艺参数、相同的拔制方法,相同模具形成,拔制同规格的、同钢种的钢管、拔制力相差很大,即使拔制同一只钢管,瞬时拔制力页是波动的,其波动值有时大的惊人,即使拔制半成品或成品管,拔制力也是波动的波动幅度也较大。因此拔制应采用优质的原材料,尽可能采用表面质量较好,尺寸偏差较小的管坯拔制,同时对管坯的机械性能有所掌握。在如钢管本身塑性差,组织粗大,纵裂出现的机率就会增加。

2、变形的不均匀性

钢管在拔制中金属的变形时不均匀的,由于变形不均匀,在拔制时会产生较大的附加应力,拔制后钢管内部则存在较大的残余应力,因此,容易产生表面裂纹等缺陷,所以对冷拔变形时不利的。

3、残余应力

因空拔而产生的纵裂,常在拔制后经过一段时间才出现,这就是切向残余应力的结果。拔制后钢管内部存在着外拉内压的切向残余应力。存在与外表面的切向残余应力过大,将导致钢管的破裂而且出现纵裂。在有残余应力出现的情况下,时间久了,会因受侵蚀物质的侵蚀而更易引起物体的破坏。为了消除空拔过程中产生的残余应力,要进行热处理,必须及时送去退火。

4、空拔后组织性能不均匀

由于变形的不均性,从外表面层到内表面层,变形程度是不一样的。靠近外表面层的附加弯曲变形和附加切变形比较大,所以总变形程度外层比内层大,因而,外层晶粒较细,硬度较高,内层则相反,若管壁越厚,摩擦系数越大,模具的锥角越大,内外层总变形程度的差别也越大,组织和性能的不均匀程度也增大。因为内外层变形程度不一样,变形后内外层的组织性能就不一致。

5、热处理

冷拔管的纵裂是冷拔生产中较为常见的一种缺陷,钢管冷板后不及时退火的情况下易产生裂纹,在纵裂管中,绝大部分是无内模拔制即空拔后产生的,为了减小纵裂管的产生,尤其是一些塑性较差的碳素钢管和合金钢管,不得不采取限制拔制道次、变形量,增加中间退火次数等措施。

导致钢管纵裂的原因是多方面的有材料的因素,也有工艺的因素。如钢管本身塑性差或退火不良,纵裂出现的几率就会增加,但根本原因在冷拔后的钢管存在较高的残余应力。

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