不銹鋼管穿孔過程中常出現缺陷主要有:內折、前卡、中卡、后卡、鏈帶極壁厚不均等。
一、內折
不銹鋼管內折缺陷是指在鋼管內表面存在著與整體金屬熔合的緊貼著的重疊層,或存在鋼管的頭部,或存在整根不(bu)銹鋼管內,或有規律,或無規律。有此缺陷的鋼管輕者可以修磨使用,重者降級使用或報廢。
1. 主要影響因素
a. 連(lian)鑄坯質量與內折的關(guan)系(xi)
如圖13-2照(zhao)片所示的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)坯(pi)(pi)試(shi)樣(yang),在(zai)管坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)端部縮孔(kong)嚴重處容易(yi)形(xing)成(cheng)內(nei)折缺陷。縮孔(kong)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)原因是在(zai)連鑄(zhu)(zhu)過程中(zhong)(zhong),在(zai)液相(xiang)穴凝固(gu)末(mo)端,鑄(zhu)(zhu)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)心(xin)凝固(gu)速度和(he)表(biao)面凝固(gu)速度相(xiang)比(bi)有很(hen)大差(cha)異,由此會(hui)引起中(zhong)(zhong)心(xin)收(shou)(shou)縮和(he)表(biao)面收(shou)(shou)縮的(de)(de)(de)(de)差(cha)異,一般表(biao)現為中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)縮速度快(kuai)。凝固(gu)末(mo)端液相(xiang)穴狹窄且鋼水的(de)(de)(de)(de)黏性較大,如果中(zhong)(zhong)心(xin)收(shou)(shou)縮造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)體積(ji)空隙能(neng)得(de)到及時補充,就會(hui)在(zai)鑄(zhu)(zhu)坯(pi)(pi)中(zhong)(zhong)心(xin)形(xing)成(cheng)中(zhong)(zhong)心(xin)縮孔(kong)。
如果柱狀(zhuang)晶細小、致密,中心(xin)(xin)縮(suo)孔(kong)小且在鑄坯中心(xin)(xin)有斷斷續續的集(ji)中疏松,這樣在鑄坯加熱時端部縮(suo)孔(kong)即使(shi)氧化也比較(jiao)短(duan),形成的內(nei)折集(ji)中在管(guan)端很短(duan)范圍內(nei),絕大多數(shu)可以切掉。有的鑄坯根本就(jiu)沒有中心(xin)(xin)縮(suo)孔(kong)。
另外對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管坯(pi)進行緩冷處理,尤其是對合金鋼坯進行緩冷后,內折的降低更加明顯。
b. 軋制參數調(diao)整對(dui)內(nei)折缺(que)陷的影響
軋輥轉(zhuan)(zhuan)速(su)的(de)大(da)(da)小是(shi)根據鑄(zhu)坯(pi)材質、延(yan)伸系數(shu)、滑(hua)(hua)移系數(shu)及輥徑大(da)(da)小等多(duo)方(fang)面而設(she)計的(de)。結(jie)果表(biao)明:高轉(zhuan)(zhuan)速(su)更容易形成內折(zhe),降低轉(zhuan)(zhuan)速(su),內折(zhe)相應減(jian)少。究其原(yuan)因(yin)主要是(shi)增大(da)(da)軋輥轉(zhuan)(zhuan)速(su)將導(dao)致滑(hua)(hua)移增加(jia),也就是(shi)軸(zhou)向(xiang)(xiang)效率降低,管坯(pi)在咬(yao)入段(duan)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)次數(shu)增加(jia),形成內折(zhe)的(de)可能性(xing)加(jia)大(da)(da)。試驗(yan)結(jie)果確定了(le)穿(chuan)孔(kong)機的(de)調整(zheng)方(fang)向(xiang)(xiang)是(shi):使用(yong)大(da)(da)的(de)咬(yao)入角,隨著咬(yao)人角加(jia)大(da)(da)管坯(pi)滑(hua)(hua)移減(jian)小,滑(hua)(hua)移的(de)減(jian)小可以減(jian)少不銹鋼管坯(pi)咬(yao)入所(suo)需的(de)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)次數(shu)。綜合國外廠(chang)家的(de)經驗(yan),咬(yao)人角在10°~12°時前進效率最佳(jia)。
c. 升速比的影(ying)響
采用(yong)升速比的作用(yong)是軋(ya)輥(gun)低速旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan),有利于不銹鋼(gang)(gang)管坯平穩(wen)咬入(ru),咬入(ru)后(hou)高速軋(ya)制(zhi)(zhi)高速拋鋼(gang)(gang)。一(yi)般按30%設定,生產中視軋(ya)輥(gun)磨損情況常采用(yong)的是40%或45%,實(shi)驗結果顯示:采用(yong)30%的升速比穿孔產生的內(nei)折(zhe)量(liang)低于采用(yong)45%升速比穿孔產生的內(nei)折(zhe)量(liang)。理論根據是,在(zai)低速咬入(ru)階段(duan)和高速軋(ya)制(zhi)(zhi)階段(duan),二(er)者速度差小,鑄坯的變(bian)形(xing)條(tiao)件相近。也(ye)就是說(shuo),在(zai)低速向高速轉(zhuan)(zhuan)變(bian)時,金(jin)屬(shu)流動能夠平穩(wen)過渡;若二(er)者速度差大,金(jin)屬(shu)變(bian)形(xing)產生波動就容易產生大片內(nei)折(zhe)。這種(zhong)內(nei)折(zhe)常在(zai)毛管前端400~500mm處發現。
d. 頂頭(tou)預旋轉速度的影響
頂頭預(yu)旋轉(zhuan)(zhuan)的作用同樣是有利于管坯(pi)的咬人,預(yu)旋轉(zhuan)(zhuan)速度值(zhi)一般按管坯(pi)旋轉(zhuan)(zhuan)速度的70%設(she)定且(qie)旋轉(zhuan)(zhuan)方(fang)向一致(zhi)。試(shi)驗結果表明(ming),20%預(yu)旋轉(zhuan)(zhuan)速度產生的內折量明(ming)顯低于100%設(she)定轉(zhuan)(zhuan)速。
2. 內折形式(shi)
根(gen)據現場(chang)取典型(xing)試(shi)樣,并作金相分析,內折(zhe)形式(shi)大體上表現為端部內折(zhe)和(he)通體內折(zhe),具體如(ru)下(xia):
a. 端部內折(zhe)
主要形(xing)(xing)(xing)式(shi)為不銹鋼管端部1.5m內(nei)分(fen)散(san)的起(qi)皮狀(zhuang)折(zhe)疊。形(xing)(xing)(xing)成原因為管坯端部有(you)露(lu)頭的中(zhong)心(xin)缺(que)陷,加熱(re)時(shi)氧化,穿孔時(shi)形(xing)(xing)(xing)成折(zhe)疊,隨經后續變形(xing)(xing)(xing)變薄,不能軋合(he)就在管端形(xing)(xing)(xing)成了薄片狀(zhuang)內(nei)折(zhe),特點(dian)是分(fen)散(san)零亂;另一種原因為軋制(zhi)內(nei)折(zhe),特點(dian)是內(nei)折(zhe)較集中(zhong),方向(xiang)性較強。
b. 大(da)片(pian)內折
主要集中在低(di)合金鋼種(zhong),不銹(xiu)鋼管(guan)無規分布著4~5片鐵皮(pi),鐵皮(pi)與(yu)基(ji)體附(fu)著力不大,有內折(zhe)的鋼管(guan)經(jing)酸浸后(hou)內折(zhe)部(bu)分可以脫落。經(jing)電(dian)鏡觀察(cha)可以看到鐵皮(pi)根部(bu)有塊狀的含(han)鉻氧化(hua)物和氧化(hua)圓(yuan)點(dian)。由此(ci)判斷此(ci)種(zhong)內折(zhe)形(xing)(xing)成原因為(wei)管(guan)坯高溫加熱后(hou),在端部(bu)內形(xing)(xing)成含(han)鉻氧化(hua)物,穿孔后(hou)即(ji)形(xing)(xing)成內折(zhe)。
c. 通體內折
小(xiao)螺(luo)距有規律內(nei)折(zhe),形式為(wei)(wei)螺(luo)旋狀(zhuang)起皮(pi),起皮(pi)大(da)小(xiao)一般為(wei)(wei)5~10mm,厚為(wei)(wei)150~1300μm.將起皮(pi)點連線就會(hui)發現螺(luo)距較小(xiao),一根鋼管內(nei)有幾個螺(luo)距。起皮(pi)處有輕(qing)微的(de)氧(yang)化脫碳,組織與基體基本一致,未發現有夾雜物異常。產(chan)生的(de)原因(yin)是頂頭破損所致。
大(da)螺距有規律內折,形式(shi)為(wei)大(da)螺旋狀(zhuang),特點(dian)是內折小,內折翹起的方向相同。將各點(dian)連(lian)線(xian),連(lian)線(xian)與(yu)鋼管軸線(xian)大(da)約呈5°夾角,每個點(dian)相隔約450~500mm.
3. 形成原因
頂頭與(yu)頂桿(gan)連接的銷子竄出(chu)劃傷,或(huo)者(zhe)是(shi)頂頭反錐(zhui)處有粘鋼(gang),此種內折出(chu)現的幾率非(fei)常小。
形成內折(zhe)的原因(yin)還有(you)工具磨損引起的內折(zhe)、鑄坯質量引起的內折(zhe)、軋制內折(zhe)。
4. 解決(jue)方向
通過以(yi)上分析(xi)可(ke)以(yi)看出(chu),不銹鋼管內折除了軋制內折外主(zhu)要(yao)是鑄(zhu)(zhu)坯質量差和(he)軋制工具磨損引起的(de)(de)。因工具所致(zhi)的(de)(de)內折可(ke)以(yi)避(bi)免(mian),故(gu)攻關的(de)(de)重點應放(fang)在(zai)改善鑄(zhu)(zhu)坯的(de)(de)組織結構上,主(zhu)要(yao)方法有:
a. 增設緩冷料(liao)架,有效釋放(fang)不銹鋼(gang)管坯(pi)內(nei)部(bu)應力;
b. 擴(kuo)大(da)鑄坯(pi)等軸晶率(lv),縮短(duan)柱(zhu)狀晶長度,改(gai)善鑄坯(pi)中心疏松(song)和中間裂(lie)紋;
c. 注(zhu)意軋制工具(ju)的磨損;
d. 穿(chuan)孔機調整應(ying)采用大角(jiao)度(du)、低(di)轉速等調整方(fang)法。
二、 前卡
前卡又稱不(bu)咬入,是穿孔機最常見的工藝(yi)問題,處理(li)辦法(fa)有(you):將頂頭前伸量(liang)減少、減小輥距(ju)以(yi)及升(sheng)溫等。
前卡的(de)斷面如圖13-3和圖13-4所示。
三、中卡
中卡問題不常見,多(duo)是(shi)由于電機負(fu)荷過高或管坯打滑所致。
處(chu)理辦法有:避(bi)免頂頭熔化、避(bi)免軋(ya)輥磨(mo)損嚴重、防止管坯溫(wen)度過(guo)(guo)(guo)低引起電(dian)機過(guo)(guo)(guo)載或管壞過(guo)(guo)(guo)燒(shao)。
四(si)、后(hou)卡(鐮(lian)刀)
后卡常見的形式有兩種,一(yi)(yi)種是管(guan)坯尾(wei)部剛(gang)剛(gang)穿(chuan)透一(yi)(yi)個小孔;另一(yi)(yi)種是尾(wei)部開花(hua)(見圖13-5).
處理的辦法有:將頂頭前伸(shen)量增(zeng)(zeng)加、增(zeng)(zeng)加輥距。
五(wu)、鏈(lian)帶
鏈帶的(de)產生是由于金屬竄入軋輥與導盤(導板)縫隙,并且導盤的(de)邊(bian)緣磨(mo)損鋒(feng)利(li),管坯表面的(de)金屬被切削而(er)形成的(de)鏈袋狀。
處(chu)理的辦法(fa)有(you):增加導(dao)盤的穩定性、及時更換工具。
六、壁厚不(bu)均
不(bu)銹(xiu)鋼管的壁厚(hou)不(bu)均(jun)也(ye)是最常見(jian)的質(zhi)量問題,主(zhu)要形式有(you)端部的壁厚(hou)不(bu)均(jun)和(he)通(tong)體的壁厚(hou)不(bu)均(jun)。
處理(li)的(de)(de)辦(ban)法有:不銹鋼管坯端部要垂直、管坯的(de)(de)加熱溫(wen)度要均(jun)勻、穿孔機的(de)(de)軋線要居(ju)中(zhong)、軋機的(de)(de)輥(gun)縫要對稱、定徑機的(de)(de)軋輥(gun)安裝(zhuang)對稱、機架安裝(zhuang)到(dao)位(wei)。