[发明专利]长芯棒滚模拔轧圆管工艺

说明书

本发明涉及一种生产金属圆管的工艺，用于生产冷（温）加工有色金属和黑色金属圆管材。

国内外常规生产冷（温）加工管材的方法有：固定模长、短芯棒拔制法和周期式冷轧机轧制法。固定模拔制法的致命弱点是在金属变形时金属与模子之间存在着很大的摩擦阻力，从而导致道次变形量小，管材表面易被拉毛、拔制力大、能耗大、模具消耗量大，且锤头长度长导致成材率低等弊病。周期式轧制法的缺点是生产效率低、能耗大和设备复杂、投资大，且芯棒为阻力芯棒。

美国专利US2428474中公开了一种长芯棒拔管工艺，采用长芯棒和固定模具。拔制开始时，靠装在管子尾部芯棒上的卡钳装置，将对芯棒的拉力变成对管子的推力，将管子推入变形区。然后松开尾部卡钳，拉芯棒带动管子与芯棒一起通过模具，其发明目的是通过工艺方法中的两组夹送辊和松装模，使拔后的管子易于松棒。其不足之外是：使用固定模拔制阻力在，导致能耗高，产品表面质量欠佳，模具消耗量大，且管子进入变形区时需靠推力喂入，工艺过程复杂。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种长芯棒滚模拔轧圆管的工艺。使拔轧工艺相结合，以提高生产效率，减少设备投资，获得一种加工变形阴力小，能耗低，道次变形量大，金属消耗量小，表面质量好的生产冷（温）加工管材的方法。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：用滚模代替固定模具，长芯棒由两段同轴异径的圆棒组成。拔制前先将管料的一端缩口，缩口与长芯棒的大小直径过渡段相配合，将长芯棒插入管料中，其小直径端穿出管料的缩口端，拉芯棒的小直径端使其做轴向运动，将管料与芯棒一起带入滚模，通过管料与滚模之间的摩擦力使滚模的滚子被动旋转，并对管料进行轧制，边拔边轧，拔轧结合完成管料的减壁延伸变形。变常规拔制法为单辊传动拔轧结合法。

下面结合附图对本发明进行详述：

图1为长芯棒滚模拔轧圆管工艺示意图，图中1为长芯棒、2为管料、3和4为滚模;

图2为长芯棒四辊滚模装置;

图3为四辊滚模孔型图。

长芯棒1由两段同轴异径的圆棒组成，长芯棒拉拔需在拔轧前先将管料2的一端缩口，缩口与长芯棒的大小直径过渡段相配合。然后将长芯棒插入管料中，其小直径端穿出管料的缩口端并穿过滚模3、4。拉芯棒小直径端使其做轴向运动，并将管料和长芯棒一起带入滚模。由于管料的缩口是与长芯棒的小直径端相配合的，所以拉长芯棒时管料同芯棒一起进入变形区。

滚模对管料的轧制由两架多辊滚模完成。每架滚模有N个辊子，前后两架相错位 (180°)/(N) 布置。第一架滚模完成主要变形，第二架滚模起均整作用。这样有利于轧后芯棒与管子间产生较大的间隙，易于脱棒。每架滚模的N个辊子构成一个带圆弧侧壁斜度的孔型如图3。当拉长芯棒作轴向运动带动管料和长芯棒一起通过滚模时，管料与滚模之间的拉拔摩擦力使两架滚模的辊子被动旋转对管料进行轧制。

下面介绍本发明的一个实施例：

图2所示为根据本工艺所设计制造的长芯棒四辊滚模装置，每架滚模有四个辊子，前后两架相错位45°布置，滚模辊子孔型如图3所示，长芯棒的两段同轴异径圆棒其直径分别为20毫米和15毫米，中间采用圆锥柱过渡，该装置被安装在冷拔机上。被加工管料为φ25×2毫米管坯，材质为20号钢，将管料的一端缩口，然后插入长芯棒，使长芯棒小直径端穿出缩口及滚模。拔轧时冷拔机钳口钳住长芯棒小直径端，由主电机通过链轮带动链子和带钳口的小车做直线运动，使长芯棒轴向运动将管料和长芯棒一前拉入滚模，滚模的辊子被动旋转，完成拔轧过程。加工后的成品管子尺寸为φ23×0.8毫米，减壁率达60%，延伸系数为2.59，壁厚差0.05毫米，外径差0.2毫米，表面质量优于现有技术所生产加工的管子。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明的拔轧结合工艺，创造了变形过程中有利的应力状态，变形状态和运动学条件，边拔变轧，从而可获得较大的道次变形量;

2.由于道次变形量大，从而可减少由原料到成品的拔轧道次，减少中间退火、酸洗、润滑等次数，降低各种材料消耗，中间工序少，生产节奏快;

3.长芯棒为拉力芯棒，辊子只是被动旋转，因此设备结构简单，造价低;

4.滚动模具，阻力小，能耗低、拔制速度快，产品表面质量好，且模具消耗小;

5.将已有技术中的锤头改为缩口，减少金属材料的消耗，提高成材率;

6.前后两架滚模，一架完成主要变形，一架起均整作用，使轧后芯棒与管子之间产生较大间隙，有利于脱棒。