冷拔管生产工艺复杂,各环节操作不当易导致质量缺陷或设备故障。以下从原料准备、模具管理、工艺参数控制、润滑冷却等方面,详细说明生产过程中的关键注意事项:
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严格筛选原材料,需满足化学成分(如碳含量≤0.25% 以保证塑性)和力学性能要求,避免夹渣、裂纹等缺陷。
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坯料表面需光滑,直径公差控制在 ±0.3mm 以内,圆度≤0.5mm,否则会影响冷拔后的尺寸精度。
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冷拔管坯料软化退火
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冷拔前需对坯料进行退火处理(如球化退火),降低硬度(HB≤180),改善切削性能和塑性,避免冷拔时开裂。
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退火温度和保温时间需精准控制(如碳钢退火温度 750-800℃,保温 2-3 小时),防止过热或退火不充分。
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冷拔管表面处理
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去除坯料表面氧化皮:采用酸洗(如 10%-15% 硫酸溶液)或机械喷砂,确保表面洁净,避免拉拔时模具磨损或钢管表面划伤。
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磷化处理:在坯料表面形成磷化膜(磷酸锌或磷酸锰),增强润滑层附着力,防止拉拔时金属直接接触模具导致粘钢。
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冷拔管模具材料选择
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采用高强度合金工具钢(如 Cr12MoV)或硬质合金(如 YG8),硬度需达到 HRC60-65,耐磨性好,避免模具快速磨损影响钢管尺寸。
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冷拔管模具结构优化
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模具工作带长度需根据钢管直径调整(如 φ10mm 钢管工作带长 5-8mm),过长会增加摩擦阻力,过短则影响尺寸稳定性。
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定径带与入口锥角(通常 12°-15°)需匹配,确保金属流动均匀,减少拉拔力和模具损耗。
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冷拔管模具日常维护
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每次使用前检查模具表面,如有划痕、磨损或裂纹需及时研磨或更换,避免钢管表面产生缺陷。
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定期对模具进行清洗和润滑(如涂抹二硫化钼润滑脂),降低摩擦热,延长模具寿命。
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冷拔管拉拔道次与变形量
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单次冷拔变形量(断面收缩率)不宜超过 30%,否则会因应力集中导致钢管开裂,通常分 2-4 道次完成,总变形量控制在 60%-80%。
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道次间需进行中间退火,消除冷作硬化,恢复材料塑性(如不锈钢冷拔后需在 1050-1100℃固溶退火)。
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冷拔管拉拔速度与张力
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拉拔速度一般控制在 1-5m/min,速度过快会导致模具升温加剧、润滑失效,增加表面粗糙度;速度过慢则影响生产效率。
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拉拔张力需均匀,避免张力不足导致钢管打滑、尺寸不稳定,或张力过大引发断裂(张力值通常为材料屈服强度的 40%-60%)。
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冷拔管温度控制
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冷拔过程中模具和钢管温度不应超过 100℃,否则润滑膜失效,可通过循环冷却水或乳化液冷却(水温≤30℃),同时监测模具温度,超过阈值需停机降温。
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润滑剂选择
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根据材料选择润滑剂:碳钢常用石灰乳或皂化液,不锈钢需用含硫、氯的极压润滑剂(如二硫化钼 + 矿物油),防止高温下粘结模具。
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润滑剂浓度和黏度需严格控制(如皂化液浓度 8%-12%),浓度过低润滑效果差,过高易残留影响表面质量。
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润滑方式
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采用强制润滑系统,确保润滑剂均匀覆盖坯料表面,可在模具入口处设置润滑槽或喷雾装置,避免局部缺油导致拉拔力骤增。
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冷却系统维护
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定期清理冷却循环系统中的杂质和金属碎屑,防止堵塞喷嘴或影响冷却效果,冷却介质需定期更换(如乳化液每 2-4 周更换一次)。
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设备检查
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开机前检查拉拔机夹头、模具支架的紧固性,传动系统(如齿轮、链条)的润滑状态,避免运行中松动或卡滞。
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校准拉力传感器和编码器,确保拉拔力和位移数据准确,防止工艺参数失控。
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安全操作
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冷拔过程中严禁触碰运动中的钢管和模具,操作人员需佩戴防护手套和护目镜,防止飞溅物伤人。
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设定拉拔力过载保护(如超过额定值 15% 时自动停机),避免设备过载损坏或钢管断裂引发安全事故。
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冷拔管在线检测
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实时监测钢管外径、壁厚(如使用激光测径仪)和直线度,偏差超过 ±0.05mm 时及时调整模具或工艺参数。
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检查表面质量,通过目视或涡流探伤仪检测是否有划伤、裂纹等缺陷,不合格品立即隔离。
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冷拔管离线抽检
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每批次冷拔管需抽样进行力学性能测试(拉伸、冲击试验)和金相组织分析,确保强度、韧性符合要求(如抗拉强度波动范围≤5%)。
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