[发明专利]一种无缝钢管冷拔模具改进及其冷拔工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属拉拔成型模具及其拉拔成型工艺领域，尤其涉及一种无缝钢管冷拔模具改进及其冷拔工艺。

背景技术

如图1所示，传统高碳铬轴承钢无缝钢管冷拔工艺中所采用的冷拔模具包括为一个圆柱形内模02以及一个锥形外模01，圆柱形内模02外壁与锥形外模01内壁之间形成变形区段用于对钢管进行减壁、减径的加工，在钢管冷拔过程中，圆柱形内模需要通过一个拉伸杆来固定工作位置，使其保持在变形区段中。采用现有圆柱形内模对高碳铬轴承钢无缝钢管进行拉拔加工的缺点在于：由于高碳铬轴承钢钢管在冷拔变形过程变形抗力大，使用普通圆柱形内模拉拔时，拔制延伸率稍大于μ∑1.30就会产生断裂现象，实践证明钢管拔断率较高，这就意味着要获得指定长度的钢管必须要增加拔制道次，使得生产周期加长；而且拉拔过程钢管容易断裂，操作工人配内模定位困难、耗费时间长，从而导致生产效力低、成本高，企业的生产发展受到严重影响。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种无缝钢管冷拔模具改进及其冷拔工艺，冷拔模具整体结构强度提高，简化冷拔工艺，以达到减少钢管拉拔道次，缩短生产周期、提高生产效力、节能减排降低生产成本、减轻操作工人劳动强度的目的。

为解决上述技术问题，本发明首先提出了一种无缝钢管冷拔模具改进，包括冷拔内模与冷拔外模，冷拔外模上开有拉拔模孔，其特征在于：所述冷拔内模沿钢管拉拔方向依次分为导向段、圆锥减壁段及圆柱均壁段。

导向段起到稳定拔制和保护冷拔内模正常工作的作用；圆锥减壁段实现钢管的减径减壁；圆柱均壁段实现钢管的均壁精整；冷拔内模通过与钢管的摩擦力及钢管变形时的反作用力达到一个平衡状态，使用该冷拔内模拉拔的钢管长度大幅增加。

进一步的，所述圆锥减壁段分为第一减壁段与第二减壁段，第一减壁段与导向段连接，第二减壁段与圆柱均壁段连接；所述第二减壁段的轴向锥度小于第一减壁段的轴向锥度。在拔制过程中，钢管的减壁减径分为两步进行，第一减壁段起到一次减壁作用，第二减壁段起到二次减壁作用；相比现有冷拔内模，钢管的减径减壁段长度增加，减小冷拔内模咬入时的冲击力，避免钢管一次变形过大而导致的断裂，提高钢管拉拔的稳定性；而且在一定程度上也减少了冷拔内模的磨损。

进一步的，所述导向段一端与圆柱均壁段一端均设有C1～C2的倒角。开设倒角，使钢管的拔制更加顺畅。

进一步的，所述冷拔内模中穿装有螺杆，冷拔内模两端通过加强垫片紧固在螺杆上。冷拔内模整体结构强度提高，冷拔内模不易破损，使用寿命增加，降低生产辅料成本。

进一步的，所述冷拔内模采用G15钨合金钢制造。该牌号材料硬度高，外表油腻光滑，实际使用中冷拔内模不缩径，保证了同管及同架钢管的壁厚散差，提高了钢管尺寸精度。

本发明还提出了一种利用上述冷拔模具进行无缝钢管冷拔的工艺，其特征在于包括如下步骤：

1)将管坯依次进行打头、退火、酸洗、磷化、皂化处理；

2)通过拉伸杆将冷拔内模推入管坯的打头端，并连同管坯的打头端一起送入冷拔外模上的拉拔模孔内；

3)牵引机夹持管坯打头端向前移动对管坯进行拉伸，在冷拔内模外壁与拉拔模孔内壁的共同作用下依次实现管坯的减壁、减径及均壁，完成第一道次的拔制；

4)重复步骤1)-步骤3)完成管坯的多道次拔制，冷拔内模的尺寸随拔制道次的增加而减小，直至管坯拔制出符合规定的尺寸及形状。

进一步的，管坯每一道次拔制中的延伸系数μ∑为1.35-1.60。

本发明的有益效果：

1、拉拔钢管时，冷拔内模后端可不用拉伸杆作刚性固定，冷拔内模通过与钢管的摩擦力及钢管变形时的反作用力达到一个平衡状态，稳定地保持在变形区段；拉伸杆只起到推动冷拔内模到工作区域的作用，因此拉伸杆受力小，不易拉断，有利于节省材料成本；

2、冷拔内模位置能自动控制和调正，保证了拔制过程稳定而正常的进行，有效的防止了拔断钢管、尺寸波动等不正常现象的出现；

3、使用现有的冷拔模具拉拔钢管时，需要调节好内模与外模的工作带，否则应力集中或延伸系数过大，出现“空拔或拔断”钢管的现象。而本发明所提供的冷拔模具在按生产工艺要求配好冷拔外模、冷拔内模之后，不用具体调节内模与外模的工作段长度，可以缩短操作工调整模具的时间，降低对操作工拉拔技术的要求，从而提高作业率；