[发明专利]中空钢热挤压法生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及中空钢热挤压生产方法，特别是一种将热挤压法、浮动芯棒、拉拔法结合在一起的中空钢制造工艺。

背景技术

国内外中空钢制造工艺方法主要有热穿热轧法、铸管带芯轧制法和机械钻孔法。热穿热轧法工艺简单、成材率高，但由于无芯，在减径和热轧过程中内径不可避免地要发生变形，造成内孔质量差。铸管带芯轧制法在我国应用较普遍，但由于锭型小、压缩比小，存在缩孔、疏松、非金属夹杂等冶金缺陷，同时钢材形状和几何尺寸较差。而机械钻孔法，采用专用的中空钢轧机轧制，几何尺寸较好，但不可避免地存在材料利用率低的缺陷，成材率只有78％左右，造成制造成本高。

热挤压法是现在国内外制管中最先进的生产工艺，但完全的热挤压法的芯棒由于在挤压过程中受到高温拉伸、强力磨擦应力的作用，过细就会出现断裂，因此在国内还没有使用小于60mm芯棒的先例。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可挤压60mm以下孔径的中空钢热挤压法生产工艺。

本发明是这样实现的：

中空钢热挤压法生产工艺，主要包括下列工艺流程：坯料制孔、加热，挤压成型，冷却，其特征在于：采用热挤压机挤压成型，首先将坯料放置在挤压机体上，挤压头带着浮动芯棒及包裹浮动芯棒的护芯套同时前行，进入坯料预留的中间孔后，连同坯料进入热挤压机的挤压模体；挤压头继续前行，坯料在挤压头的挤压下发生塑性变形，带动着浮动芯棒从挤压机出口挤出成形，而此时护芯套停止不动，留在挤压模体内。

本发明采用浮动芯棒代替固定定针，并用护芯套加以保护，使中空钢在挤压过程中浮动芯棒不再受高温拉伸和磨擦应力的作用，受力情况大为改观，解决了热挤压法不能挤压60mm以下孔径的难题，挤压孔径最小可达到5mm，内孔质量高。在挤压过程中同时提高了钢材组织的致密性，因而提高了中空钢的强度，增加了有效寿命，钢材形状及几何尺寸好。同时浮动芯棒可多次重复使用，因而有效降低了生产成本，具有挤压速度快(200至300mm/s的挤压高速)，生产效率高，成材率高的效果，成材率高达90％以上。

附图说明

图1为本发明挤压前的状态参考图，图2为本发明挤压过程的状态参考图，图3为本发明挤压后的状态参考图。

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。

附图中，1为浮动芯棒、2为挤压头、3为护芯套、4为坯料、5为挤压模体。

具体实施方式

如附图所示，本发明涉及一种利用热挤压机生产中空钢的新工艺，首先采用电弧炉炼钢，通过精炼炉炉外精炼后，进行真空除气，将钢水中的气体杂质除掉。再进行离心浇铸，使钢水旋转，在坯料的中间自然形成中间孔，铸件组织精密，无砂眼、气孔、疏松等组织缺陷。然后再通过工频炉进行精确调整温度，为挤压时的最佳挤压力创造条件，同时避免钢坯组织粗大，坯料温度以1150--1200℃ 为宜。在进行挤压成型前，首先将带有中间孔的坯料4放置在热挤压机体上，浮动芯棒1外侧包裹护芯套3后装入挤压头2，护芯套3可采用3Cr2W8V材质。为便于抽芯，浮动芯棒1的长度应大于成材长度约100mm，同时应采用热膨胀系数大的材料，保证最小的抽芯力。挤压时，挤压头2带着护芯套3和浮动芯棒1首先进入坯料4的中间孔中，继续前行，坯料4、护芯套3、浮动芯棒1同时进入挤压模体5内。挤压头2继续前行，此时护芯套3停止移动，而坯料4在挤压头2的挤压下发生变形，同时夹持着浮动芯棒1顺着挤压模体5上挤压外套与挤压内套之间的间隙向外移动，发生塑性变形而形成成材，而此时护芯套3停止不动，留在挤压模体5内。后续工序包括：锯断、落料、清除残料、护芯套3及挤压头退出等。成材的工件在热状态下进行直线度调整，以保证冷却后材料的直线度。然后利用冷床进行冷却，以达到良好的金相组织。最后用拉拔机抽出浮动芯棒1即可。浮动芯棒1还可再次重复使用。

浮动芯棒1的直径决定了中空钢的内孔直径，由于浮动芯棒1采用护芯套3加以保护，不仅保证了成材后中空钢内孔的直线度，而且在挤压过程中浮动芯棒1不受高温拉伸和磨擦应力的作用，受力情况大为改观，解决了热挤压法不能挤压60mm以下孔径的难题，挤压孔径最小可达到5mm。