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冷拔钢管是经济建设中重要的原材料之一,素有工业“血管”之称。精密钢管广泛地被用作机械工业用管(主要是液压与气动缸体管、液压输油管、汽车传动轴管和半轴套管、轴承钢管、皮带传送托辊管、印染辊管等)、石油地质工业用管(油泵管、钻探管、油管、套管、钻杆等)、化工用管(石油裂化管、化肥用高压管、化工设备及管道用管)、电站锅炉和热交换器管等。 随着我国经济建设的不断发展和技术的不断进步、精密钢管的应用范围会不断扩大、需求量也会越来越大。据内部资料,德国曼内斯曼生产的冷拔精密管材在其国内售价在4万元/吨,因此在解决好坯管材质、规格、质量情况下,开拓精密钢管国际市场,出口创汇的潜力很大。从原料市场来看,我国已基本形成东北鞍钢,西北,华北天津,华东上海,西南成都和中南衡阳的无缝钢管生产基地。我国直缝焊管机组已近1600套,1986年以来引进了200多套,φ219mm以上的大中口径直缝焊管机组已有18套,其中广东番禹焊管厂φ320机组,张家口宁远钢厂的φ114机组,徐州光环公司中的φ219机组,宝鸡钢管厂的φ426机组,锦西钢管厂的φ508机组等,可以生产油井管、输送管、机械用管等次产品,将是生产DOM机械用管可靠的焊管坯供应商。 目前我国还没有化的冷拔钢管,我们可借鉴国际钢管企业的一些建厂模式和经验。日本是一个钢管出口大国,其钢管质量居世界。日本钢铁公司中有四个(新日本钢铁、住友金属工业、日本钢管(NKK)和川崎钢铁)都生产钢管。日本丸一钢管公司是一个比较大的,但不能自供原料的钢管公司,年产118.8万t钢管,产品有镀锌管、异型管、机械用管、标准输气输水管等。位于大坂的原田钢管公司年产1.2万t液压缸筒等精密钢管,主要生产手段是冷拔。总部位于大坂的片仓钢管公司建有世界大的700吨冷拔机,在大坂、广岛和东京都建有精密钢管生产厂,年产4.92万t精密钢管。 二、冷拔钢管行业需求 (1)工程液压机械:如液压汽车吊、挖掘机、推土机、叉车等。 (2)煤矿井下液压支架:目前全国生产井下液压支架的企业有48家,冷拔管的总需求量约为120万米。 (3)水电站闸门启闭机、模板机,特别是长江三峡工程在今后十年的需求很大。 (4)建筑机械:高空作业升降机械,一般建筑的施工修缮也离不开液压机械。 (5)石油地质管:全国各油田每年需抽油泵3万台以上,年消耗管20—40多万米、此外还可用本项技术精整各类钻杆。 (6)兵器工业:部门现在用旋压方法加工炮管,旋压方法生产率低而成本高,用冷拔方法生产则更为合适。 (冷拔钢管技术的应用前景 一、冷拔钢管宏观市场 生产的7)轴承行业:目前生产的冷拔钢管滚动轴承座圈的生产,以圆钢为原料,切片后经冲压制成。大轴承座圈还将实心棒料掏空来制作,金属利用率不到40%,迫切需要、轴承钢厚壁管材。 (8)汽车工业:95年传动轴用精密管6000吨,半轴套管1万吨和各种输油管等。 (9)航空工业:铝合金飞机起落架管和厚壁钢管等。 (10)千斤顶行业:我国千斤顶制造有相当实力,出口创汇前景可观。各生产企业目前千斤顶缸多采用实心棒料加工,生产效益低,材料浪费高,对冷拔管需求迫切。 (11)其他领域:各种印染辊、辊道托辊用管、不锈钢管、铝管、铜管、异型管及内外复合管等等均可采用钢管的冷拔钢管技术生产。
精密管热处理工艺 真空退火弹簧钢、工具钢、精密钢管的丝材,不锈钢制品及钛合金材,作光亮退火均可采用真空处理。退火温度愈低,则要求真空度愈高。为防止铬的蒸发及加速热传导,一般采用载气加热(保温)法,并注意对不锈钢和钛合金不宜用氮而应采用氩气。 精密管热处理过程 真空淬火真空淬火炉按冷却方法分为油淬和气淬两类,按工位数分为单室式和双室式,904山\畏嘲均属周期式作业炉。真空油淬炉都是双室的,后室置电加热元件,前室的下方置油槽。工件完成加热、保温后移入前室,关闭中门后向前室充入惰性气至大约2.66%26times;lO ~1.01%26times;10 Pa(200~760mm汞柱),入油。油淬易引起工件表面变质。 由于精密管表面活性大,在短暂的高温油膜作用下即可发生显著薄层渗碳,此外,碳黑和油在表面的粘附对简化热处理流程很不利。真空淬火技术的发展主要在于研制性能优良、工位单一的气冷淬火炉。前述双室式炉亦可用于气淬(在前室喷气冷却),但双工位式的操作使大批量装炉的生产发生困难,也易在高温移动中引起工件变形或改变工件方位增加淬火变形。 单一工位的气冷淬火炉是在加热保温完成后在加热室内喷气冷却。气冷的冷速不如油冷快,也低于传统淬火法中的熔盐等温、分级淬火。因而,不断提高喷冷室压力,流量,以及采用摩尔质量比氮和氩小的惰性气体氦和氢,是当今真空淬火技术发展的主流。 70年代后期将氮气喷冷的压力从(1~2)%26times;10Pa提高到(5~6)%26times;10Pa,使冷却能力接近于常压下的油冷。 80年代中期出现压气淬,用(10~20)%26times;10Pa的氦,冷却能力等于或略油淬,已进入工业实用。 90年代初采用40%26times;10Pa的氢气,接近水淬的冷却能力,尚处于起步阶段。工业发达国家已进展到以高压(5~6)%26times;10。Pa气淬为主体,而中国产气淬一些金属的蒸气压(理论值)与温度的关系则尚处于一般加压气淬(2%26times;10Pa)型阶段。 结果真空渗碳为真空渗碳一淬火工艺曲线。在真空中加热到渗碳温度并保温使表面净化、活化之后,通入稀薄渗碳富化气(见控制气氛热处理),在大约1330Pa(10T0rr)负压下进行渗入,然后停气(降压)进行扩散。渗碳后的精密钢管淬火采用一次淬火法,即先停电,通氮冷却工件至临界点A,、以下,使内部发生相变,再停气、开泵,升温到Ac1,~Accm之间。淬冷方法可采用气冷或油冷。后者为奥氏体化后移入前室,充氮至常压,入油。真空渗碳的温度一般普通气体渗碳,常采用920~1040℃渗入和扩散可按所示分两阶段,也可用脉冲式通气、停气,多段式的渗一扩相间,效果更好。由于温度高,尤其表面洁净、有活性,真空渗碳层形成速度比普通气体、液体和固体渗碳快,如要求精密管渗层为1mm时,在927℃只需5h,而1033℃仅需1h。
冷拔精密钢管是一种新型高技术节能产品。 近年来,采用本项技术生产的精密钢管已广泛地应用于国内液压、气动缸,煤炭井下支架(支柱),石油泵管,千斤顶等制造领域。冷拔精密钢管的推广应用对节约钢材,提高加工工效,节约能源,减少液压缸、气缸加工设备投资有重要意义。
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