穿孔变形区中四个区段
Ⅰ区称之为穿孔准备区,(轧制实心圆管坯区)。Ⅰ区的主要作用是为穿孔作准备和顺利实现二次咬入。这个区段的变形特点是:由于轧辊入口锥表面有锥度,沿穿孔方向前进的管坯逐渐在直径上受到压缩,被压缩的部分金属一部分向横向流动,其坯料波面有圆形变成椭圆形,一部分金属轴向延伸,主要使表层金属发生形变,因此在坯料前端形成一个“喇叭口”状的凹陷。此凹陷和定心孔保证了顶头鼻部对准坯料的中心,从而可减小毛管前端的壁厚不均。
该段的变形参数一般用 d/D表示。
Ⅱ区称为穿孔区,该区的作用是穿孔,即由实心坯变成空心的毛管,该区的长度为从金属与顶头相遇开始到顶头圆锥带为止。这个区段变形特点主要是壁厚压下,由于轧辊表面与顶头表面之间距离是逐渐减小的,因此毛管壁厚是一边旋转,一边压下,因此是连轧过程,这个区段的变形参数以Ⅰ壁厚相对压下量来表示,壁厚上被压下的金属,同样可向横向流动(扩径)和纵向流动(延伸)但横向变形受到导盘的阻止作用,纵向延伸变形是主要的。导盘的作用不仅可以限制横向变形而且还可以拉动金属向轴向延伸,由于横向变形的结果,横截面呈椭圆形。
Ⅲ区称为碾轧区,该区的作用是碾轧均整、改善管壁尺寸精度和内外表面质量,由于顶头母线与轧辊母线近似平行,所以压下量是很小的,主要起均整作用。轧件横截面在此区段也是椭圆形,并逐渐减小。
Ⅳ区称为归圆区。该区的作用是把椭圆形的毛管,靠旋转的轧辊逐渐减小直径上的压下量到零,而把毛管转圆,该区长度很短,在这个区变形实际上是无顶头空心毛管塑性弯曲变形,变形力也很小。
变形过程中四个区段是相互联系的,而且是同时进行的,金属横截面变形过程是由圆变椭圆再归圆的过程。
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低温管道用无缝钢管生产如何确定轧辊距离?
轧辊距离指的是两个轧辊的轧制带之间的距离,它是重要的调整参数之一。确定轧辊距离(E)的前提条件是应明确:
——管坯材质
——管坯直径
——毛管壁厚
下列数据为标准数据:
碳钢: E=(0.84~0.90)*DB 通常为(0.86~0.89)*DB
低合金钢: E=(0.85~0.90)*DB 通常为(0.87~0.90)*DB
高合金钢: E=(0.88~0.91)*DB 通常为(0.88~0.90)*DB
一般情况下,厚壁管上限值为0.93*DB,薄壁管取下限。
DB:管坯直径。
45. 如何确定导盘距离?
导盘距离与轧辊距离的比值决定着轧件在变形区中的椭圆度,而椭圆度又影响毛管质量、咬入条件、轴向滑移、穿孔速度、扩径量、轧卡及毛管尺寸控制等。特别是对毛管质量(穿孔合金钢管)影响更为明显,椭圆度越大,毛管内表面出现裂纹的可能性越大,过早形成空腔的可能性越大。
生产中,导盘距离总是大于轧辊距离,二者比值即椭圆度系数,一般在1.07~1.15之间,穿孔厚壁管和合金管时取小值。
确定导盘距离可按椭圆度系数推导:
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斜轧实心管坯时,在顶头接触管坯前常易出现金属中心现象,当大量裂口发展成相互连接,扩大成片以后,金属连续性破坏,形成中心空洞即孔腔。在顶头前过早形成孔腔,会造成大量的内折缺陷,恶化钢管内表面质量,甚至形成废品,因此在穿孔工艺中力求避免过早形成孔腔。
影响孔腔形成的主要因素有:
1) 变形的不均匀性(顶头前压缩量)
不均匀变形程度主要决定于坯料每半转的压缩量(称为单位压缩量),生产中指顶头前压缩量。顶头前压缩量愈大则变形不均匀程度也愈大,大口径高压无缝管,导致管坯中心区的切应力和拉应力增加,从而容易促进孔腔的形成。一般用临界压缩量来表示大压缩量值的限制,压缩量小于临界压缩量则不容易或不形成孔腔。
2) 椭圆度的影响
穿孔过程中在管坯横断面上存在着很大的不均匀变形,椭圆度愈大,则不均匀变形也愈大。按照体积不变定律可知,横向变形愈大则纵向变形愈小,厂家无缝管,将导致管坯中心的横向拉应力、切应力以及反复应力增加,加剧了孔腔的形成趋势
3) 单位压缩次数的影响
在生产中主要指管坯从一次咬入到二次咬入过程中管坯的旋转次数,次数的增多就容易形成孔腔。
4) 钢的自然塑性
钢的自然塑性由钢的化学成分、金属冶炼质量以及金属组织状态所决定,而组织状态又由管坯加热温度和时间所影响。一般来说塑性低的金属,穿孔性能差,容易产生孔腔。
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