這里所指的不銹鋼管材加工成型,包括管材彎曲、旋壓、擴徑、減徑和拉拔等,并且不(bu)銹鋼管的材質僅僅限于標準的300和400系列不銹鋼。
1. 成型管(guan)材的選(xuan)擇
成(cheng)(cheng)型(xing)之前(qian),首先(xian)要考慮(lv)的因素之一是(shi)(shi)對何種形式不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)材進行成(cheng)(cheng)型(xing)。也就是(shi)(shi)說(shuo),是(shi)(shi)對無(wu)縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan),還是(shi)(shi)焊接鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)成(cheng)(cheng)型(xing);是(shi)(shi)對拉(la)拔鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan),還是(shi)(shi)熱(re)處理的鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)成(cheng)(cheng)型(xing)。
一般來說,幾乎每一種標準牌號的不銹鋼(gang)都可用一種或幾種常見的加工方法制作不銹鋼管。這些加工方法有棒材穿孔、管坯擠壓和冷軋帶鋼焊接等加工方法。然而,各種生產方法的原材料利用率是各不相同的,而且這些方法或許可以互用,或許根本不能互用。然而,經過對每一種不銹鋼的分析,可以肯定地說,至少已經有三種以上的方法可以用來加工成型鋼管。至于每一種方法是如何成功地加工出不銹鋼管,則是一個不同的工藝問題。
因(yin)此,可(ke)(ke)以肯(ken)定(ding),采用(yong)(yong)一種(zhong)(zhong)加工(gong)方式,使用(yong)(yong)一種(zhong)(zhong)成型設備是不(bu)可(ke)(ke)能加工(gong)生產(chan)出(chu)所(suo)有(you)材(cai)質、類(lei)型或(huo)尺(chi)寸的不(bu)銹鋼(gang)管(guan),也不(bu)可(ke)(ke)能同時加工(gong)生產(chan)各(ge)種(zhong)(zhong)性能的無縫或(huo)焊接鋼(gang)管(guan)。所(suo)以,生產(chan)費用(yong)(yong)的估(gu)算不(bu)應該基于可(ke)(ke)能生產(chan)的不(bu)銹鋼(gang)管(guan)產(chan)品類(lei)型上,還必須考慮某種(zhong)(zhong)鋼(gang)管(guan)生產(chan)設備的生產(chan)能力(li)和經濟效(xiao)益。
易切削牌(pai)號的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)以加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)(cheng)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan),它在尺寸方(fang)(fang)(fang)(fang)面采(cai)(cai)用(yong)擠壓的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)(fang)法比穿孔(kong)(kong)方(fang)(fang)(fang)(fang)法更容易達到。另一(yi)方(fang)(fang)(fang)(fang)面,這(zhe)些鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)由于含有(you)(you)非金(jin)(jin)屬夾雜物,是絕(jue)對不(bu)(bu)適宜采(cai)(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)(fang)(fang)(fang)式加(jia)工(gong)(gong)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)。具有(you)(you)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)空淬性,并有(you)(you)較(jiao)高碳含量的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏體鋼(gang)(gang)(gang) 20Cr13(420)和108Cr17(400C)型(xing),可(ke)用(yong)來(lai)(lai)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan),但不(bu)(bu)能生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang),根據生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)能力(li),10Cr17(430)鋼(gang)(gang)(gang)既有(you)(you)可(ke)能加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)(cheng)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan),也可(ke)能加(jia)工(gong)(gong)為焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan),或者(zhe)(zhe)兩(liang)者(zhe)(zhe)都(dou)不(bu)(bu)可(ke)能。有(you)(you)些工(gong)(gong)廠(chang)不(bu)(bu)愿意(yi)加(jia)工(gong)(gong)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)400鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)。所以,440鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan),但不(bu)(bu)能加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)(cheng)焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan),這(zhe)是因為10Cr17(430)和16Cr25N(446)鋼(gang)(gang)(gang)在焊(han)(han)(han)接(jie)區域,有(you)(you)較(jiao)大晶粒和脆化的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)。一(yi)般來(lai)(lai)說(shuo),普通的(de)(de)(de)(de)(de)18-8期及其穩定化處(chu)理后的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)都(dou)可(ke)以用(yong)來(lai)(lai)加(jia)工(gong)(gong)制(zhi)作(zuo)(zuo)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)或焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)。像沉淀硬化鋼(gang)(gang)(gang)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)許多非標(biao)準鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong),由于不(bu)(bu)是單(dan)相合金(jin)(jin),因此它們(men)往往不(bu)(bu)可(ke)能進行穿孔(kong)(kong),就是擠壓成(cheng)(cheng)型(xing)也有(you)(you)一(yi)些困難,但可(ke)用(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)(fang)(fang)(fang)法順利地(di)加(jia)工(gong)(gong)制(zhi)作(zuo)(zuo)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)。當鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)徑很大或者(zhe)(zhe)管(guan)壁較(jiao)厚時(shi),是不(bu)(bu)能用(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)(fang)(fang)(fang)法來(lai)(lai)加(jia)工(gong)(gong)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)。
2. 不銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)管的回火效應
由于(yu)(yu)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)引起的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),就(jiu)(jiu)(jiu)意(yi)味(wei)著(zhu)在(zai)(zai)隨(sui)后(hou)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)要進(jin)行(xing)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)處(chu)理。所(suo)(suo)以(yi)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)對(dui)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)方法(fa)和(he)(he)費用有(you)著(zhu)直接的(de)(de)(de)(de)(de)影響。人(ren)們(men)都(dou)知道,當金(jin)屬(shu)(shu)接近或(huo)低(di)于(yu)(yu)室溫變形時(shi),就(jiu)(jiu)(jiu)會(hui)產(chan)生硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),使金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)和(he)(he)硬(ying)度(du)增(zeng)高(gao)。實際上,并(bing)不(bu)是(shi)所(suo)(suo)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管都(dou)能(neng)(neng)進(jin)行(xing)所(suo)(suo)希望的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)。如鐵(tie)素體(ti)400系(xi)列(lie)(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管,在(zai)(zai)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)時(shi),只能(neng)(neng)有(you)較(jiao)小的(de)(de)(de)(de)(de)變形量(liang),否則就(jiu)(jiu)(jiu)會(hui)發生突然(ran)破壞或(huo)開裂。像10Cr17(430)和(he)(he)16Cr25N(446)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)自身就(jiu)(jiu)(jiu)有(you)缺口敏感性,因此(ci)它(ta)(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)供(gong)貨狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)應為退火(huo)(huo)(huo)(huo)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)。當必須對(dui)它(ta)(ta)們(men)進(jin)行(xing)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)時(shi),必須進(jin)行(xing)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)處(chu)理。硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)馬氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)也(ye)是(shi)以(yi)退火(huo)(huo)(huo)(huo)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)供(gong)貨,否則這些鋼(gang)(gang)(gang)種就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)以(yi)常化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)加(jia)(jia)固(gu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),或(huo)者以(yi)淬火(huo)(huo)(huo)(huo)加(jia)(jia)固(gu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)交貨。然(ran)而奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管,它(ta)(ta)們(men)能(neng)(neng)在(zai)(zai)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)硬(ying)度(du)范(fan)圍(wei)供(gong)貨。表5-2列(lie)(lie)出(chu)了(le)與奧氏體(ti)300系(xi)列(lie)(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)各(ge)種回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)有(you)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械性能(neng)(neng),并(bing)不(bu)是(shi)所(suo)(suo)有(you)尺寸和(he)(he)鋼(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管在(zai)(zai)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)都(dou)可以(yi)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)。然(ran)而,含合(he)(he)(he)金(jin)量(liang)較(jiao)少的(de)(de)(de)(de)(de)12Cr17Mn6Ni5N(201)、12Cr1Mn9Ni5(202)、12Cr17Ni7(301)、12Cr19Ni9(302)和(he)(he)06Cr19Nil0(304)鋼(gang)(gang)(gang)種非(fei)常適合(he)(he)(he)于(yu)(yu)冷(leng)(leng)拔;對(dui)于(yu)(yu)合(he)(he)(he)金(jin)含量(liang)較(jiao)高(gao)、冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)速(su)率低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種,并(bing)沒有(you)廣泛地用于(yu)(yu)生產(chan)大于(yu)(yu)1/2冷(leng)(leng)作(zuo)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)產(chan)品(pin)。10Cr18Ni12(305)、06Cr17Ni12Mo2(316)、06Cr19Ni13Mo3(317)和(he)(he)20Cr25Ni20(310)鋼(gang)(gang)(gang)屬(shu)(shu)于(yu)(yu)后(hou)一類。隨(sui)著(zhu)鎳含量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia),加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)就(jiu)(jiu)(jiu)會(hui)減輕。
冷(leng)拔(ba)奧氏體不銹鋼管的性(xing)能,見表5-2。
應該提及的(de)是,一些非標準(zhun)鉻-錳奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang),明顯地擴大了冷拔鋼(gang)(gang)管的(de)加工(gong)范圍。
圖5-45表示出(chu),由大(da)尺(chi)寸(cun)鋼管(guan)(guan)經(jing)冷拔(ba)加(jia)工(gong)成小直徑鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)“回火(huo)-尺(chi)寸(cun)”的(de)(de)(de)關系圖。小尺(chi)寸(cun)鋼管(guan)(guan)在加(jia)工(gong)生產(chan)時(shi),這個規(gui)律可(ke)能有(you)(you)點變化。當生產(chan)大(da)于退(tui)火(huo)硬度的(de)(de)(de)小尺(chi)寸(cun)鋼管(guan)(guan)時(shi),特(te)別是希望有(you)(you)1/2冷硬性能時(shi),就應(ying)該考慮用專(zhuan)門生產(chan)小尺(chi)寸(cun)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)設(she)備。
由于原材料的(de)利用率,即成材率是一個必要(yao)的(de)條件,所以希(xi)望上述的(de)基本知識有助(zhu)于提(ti)高管子(zi)的(de)成材率。
在冷拔不銹(xiu)鋼管加工時,必須考慮加工尺寸對鋼管生產的限制。由于加工的限制,潤滑劑性能和上述分析的內在因素,只有某些尺寸的不銹鋼管在各種回火狀態下是可以進行冷拔加工的。