油缸管滚压的表层金属塑性变形,使表层组织冷硬化和晶粒变细,形成致密的纤维状,并形成残余应力层,硬度和强度提高,从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。滚压是一种无切削的塑性加工方法。
油缸管根据液压缸的要求,可配套国产珩磨机除去冷拔管的磷化层和提,珩磨量一般只有0.2mm。这种管材被徐州工程机械集团徐州液压件厂大批量采用生产液压缸(1998年用了1000多吨)并随其主机打入国际市场。采用本项技术开发成功的石油泵(1200mm硬活塞,6300mm行程)筒管,取代了同类进口管,被大港油田大港石油机械厂(850吨/1998年)用于从美国引进技术和关键设备建成的API整筒抽油泵生产线,其产品达到ASTM-A513-84a标准。自1989年开始,采用本项技术的企业已先后向国内煤炭机械厂大批量提供了冷拔27SiMn钢管。
冷拔钢管的品质,包括: (1)对于低碳钢和低合金钢,正火可以提高其硬度,以改善切削性。 (2)对于中碳钢,正火可代替调质处理,为高频淬火做组织准备,并可减少45#精密钢管的变形和降低加工成本。 (3)对于高碳钢,正火可消除网状渗碳体组织,便于球化退火。 (4)对于大型生产的冷拔钢管45#精密钢管或截面有急剧变化的钢铸件,可用正火代替淬火,以减少变形开裂倾向,或为淬火做好组织准备。 (5)对于生产的冷拔钢管45#精密钢管的淬火反修件,可通过正火消除过热影响,以便能重新淬火。 (6)用于铸铁件以增加基体的珠光体量,提高铸件的强度和耐磨性。
冷拔管是指内、外径尺寸精度(公差范围)严格,内外表面光洁度、圆度、直度良好,壁厚均匀的精密钢管。该产品经稍加珩磨后,可直接用作液压、气动缸缸体管。而传统的液压、气动缸缸体管的生产工艺,是用热轧无缝钢管,采用镗孔一一滚压联合的切削工艺,生产过程中,大量金属被切成切屑浪费了,同时还消耗大量电能。随着我国工业技术的发展,液压缸技术得到广泛的应用,据不完全统计,全国每年需要各种规格的液压缸体约380万米,沿用老的工艺技术生产液压缸体,已很难适应生产发展的需要。 精密冷拔管中含有很多金属元素,所以可以通过固溶强化元素可以相对增加产品的冷脆;另外形成第二相的元素对这方面也是有利的,比如说随着冷拔管中碳含量的增加,其结构中的珠光体含量也就会增加,从而使得精密冷拔管的韧性一脆性转化温度上升。
冷拔管因其良好的综合性能,在国民经济的各个行业中应用广泛。高速发展的行业需求对冷拔管的服役性能提出了更高的要求,尤其是精度方面,因此分析优化现有的冷拔工艺,提高管材质量和生产效率是亟需解决的问题。本课题结合实验分析和数值分析,对现有酸洗工艺的合理性进行了验证,通过正交实验优化了常温磷化工艺的关键参数实验,数值分析了冷拔过程中不同区域的应力分布规律,探究了钢管在冷拔过程中的成形机理和不同工艺参数对拔制力的影响,并对现有的锥形模进行了优化。 本文的主要研究内容如下: (1)分析验证现有酸洗工艺的合理性,通过对一个酸洗周期内不同时间段酸洗后的试样进行拉伸实验测试,结果显示试样抗拉强度、屈服强度、截面收缩率和断后伸长率等塑性指标稳定,所有试样的断后伸长率的减小幅度均在2%以内,说明没有出现氢脆等缺陷;测试结果也发现酸洗后试样的塑性形变指标会变小。 (2)通过正交实验法得到了20钢常温磷化工艺参数的佳条件:总酸度为120,磷化时间为30min,促进剂点数为6时磷化效果佳。SEM分析发现优化参数下的锌系磷化膜表面形貌致密度较好,膜层以条状形态为主且较为粗大;使用表调剂进行表面活性处理后得到的磷化膜耐腐蚀性提高、磷化膜层次感分明,整体厚度均匀且表面覆盖完全,膜层颗粒精细,呈松针状排列且较为致密。 (3)对锥形模的冷拔过程进行了数值分析,得到了钢管在入模、稳定拔制和脱模三个阶段的径向、轴向的应力分布情况,根据塑性变形原理获得了钢管不同变形区域的应力状态,分析了成品管壁厚和管径精度存在误差的机理,并把钢管的拔制力变化规律分成了划为起始、入模、流动、稳定及脱模这五个阶段。 (4)探讨了摩擦系数、模锥角、壁厚和冷拔速度等不同工艺参数对拉拔力的影响,根据钢管在减壁扩径过程中的应力特点以及拔制力与不同工艺参数之间的关系,对现有的冷拔模具进行了优化,提高了成品管直径和壁厚的精度。 冷拔油缸管优点: 1、提高表面粗糙度,粗糙度基本能达到Ra≤0.08µm左右。 2、修正圆度,椭圆度可≤0.01mm。 3、提高表面硬度,使受力变形消除,硬度提高HV≥4° 4、加工后有残余应力层,提高疲劳强度提高30%。 5、提高配合质量,减少磨损,延长零件使用寿命,但零件的加工费用反而降低。
冷拔油缸管优点: 1、提高表面粗糙度,粗糙度基本能达到Ra≤0.08µm左右。 2、修正圆度,椭圆度可≤0.01mm。 3、提高表面硬度,使受力变形消除,硬度提高HV≥4° 4、加工后有残余应力层,提高疲劳强度提高30%。 5、提高配合质量,减少磨损,延长零件使用寿命,但零件的加工费用反而降低。 冷拔管的特点: 精密冷拔管是冷拔管中的一种,与普通产品相比,具有很高的精度。而我们要了解的就是关于精密冷拔管的主要特点和用途,以下就是详细的介绍: 精密冷拔管是通过工艺,也就是冷拔处理后的一种高精密的钢管材料,所以使得产品具有很多优点,包括管材内外壁没有氧化层、承受高压没有泄漏、、高光洁度、冷弯不变形、扩口、压扁无裂缝等。