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冷拔鋼管工藝的三大優點

液壓油缸産品中液壓缸筒的制造,冷拔鋼管工艺具有一定的发展空间,这是因为采用冷拔鋼管工艺至少有以下几个方面的优点。一、材料的机械性能得到了明显的提高。二、简化了工艺过程,节省了加工工时投入和原材料投入。三是提高产品使用寿命和产品的精度和粗糙度。正是因为以上的优点,所以冷拔鋼管工艺已被越来越多的厂家采用。

所谓冷拔鋼管是指液压油缸中的液壓缸筒是由热轧无缝钢管为原料,经过高精度冷拔机模具挤压使之塑性变形的精密管材,这种冷拔鋼管不但尺寸精度高达H8—H11,表面粗糙度可達Ra0.4—3.2um,而且機械強度較原材料時機械性能提高20—35%,可直接經過珩磨後制成液壓缸體和汽缸缸體,也省去了中間的調質處理,同時還解決了用傳統方法無法加工的難題。

這種工藝早在上世紀70年代就在工业发达国家使用,德国在70年代已经研制了500—700吨的冷拔机组,冷拔鋼管的内径达500mm的缸体,并批量生产推向市场。

冷拔鋼管

我国生产精密冷拔鋼管起步较晚,在70年代就已经可以生产内径40mm的精密冷拔鋼管,但缸径太小,应用不广泛难以推广,80年代末煤炭部会同合肥钢铁公司参照引进的冷拔机研制了一台150吨的冷拔机,但因拔制力小长度短满足不了市场需求。淮北煤机厂在吸收国内外冷拔技术的基础上,对冷拔机进行了改造。已制造出了JLB等系列冷拔机组,拔制力可达300吨,拔制钢管内径40—200mm长度可达10m,这种设备操作简便、质量稳定,生产工人劳动强度不大。我厂在2008年8月引进了淮北煤机厂制造的JLB300冷拔机组和技术,仅仅几年的时间生产能力不断壮大,现已年拔钢管1500吨,创造产值3000万元,而且尚有很大了潜力。

这种高精度冷拔鋼管优点已逐步深入人心主要从以下几个方面论述。

一、在材料的機械性能方面

由于冷拔鋼管在拔制过程中晶粒被拉长和破碎,晶格产生了“位移”呈现出强度和硬度增高,晶粒密度变细的效果,而且可通过合理的工艺,可保证冷拔鋼管塑性变形保持在一定的范围内,经过冷拔加工的钢管,其综合机械性能都高于热轧状态。如:20钢冷拔缸筒φ83/φ63抗拉强度达623N/mm2,而原热轧管材只是410N/mm2。又如单体液压支柱油缸原用27SiMn钢制造缸筒,通过试验已证实完全可利用35钢冷拔鋼管代替,因此可以通过冷拔工艺提高普通钢材的机械性能来代替贵重的合金钢材。

冷拔鋼管

二、在工藝過程以及工時投入和材料投入方面。

過去少數液壓缸體在設計要求經過熱處理提高其性能,如單體液壓支柱缸體及立柱管坯熱處理調質進行機械加工,機械行業的缸體也有采用45钢经过正火处理再加工的规定,而冷拔鋼管由于其机械性能的提高,从而可以简化掉相应的热处理过程。

液壓缸體內孔加工是比較費工的工藝過程,過去是采用硬質合金刀具進行高速推镗而成。以镗削φ100mm、1m長的油缸爲例,粗、精镗加上調質處理,則共需80分鍾,而通過冷拔工藝把φ100mm、8m長的油缸經過兩次拔成,拔前車管頭和前處理共需60分鍾,每米油缸平均僅需工時7分鍾,對比之下精密冷拔工藝可緩解镗孔工藝提高效率近10倍。

由于傳統的油缸加工方法是深孔镗削工藝使大量鋼材變成鐵屑,鋼材的利用率最多不過50—70%,而精密冷拔工藝爲無切削冷變形工藝,除了必要的酸洗除鏽,除去氧化皮和部分産品要求留有0.25—0.4mm的珩磨余量外,幾乎沒有材料的損耗。以單體液壓支柱油缸爲例,外徑φ114mm,內徑φ100mm,過去用φ114mmXφ94mm熱軋管加工,內徑需兩次镗削余量6mm,按長度1040mm計,每根投料28.5公斤鋼材,材料的利用率僅爲70%,而改用精密冷拔管後則需20公斤即可,考慮到冷拔工藝過程,必要的工藝損耗,鋼材利用率也可達到95%左右。

大口径冷拔鋼管

三、在産品精度、粗糙度等質量方面

从外观看表面粗糙度,传统的镗削加工虽然也能达到要求,但表面多保持着热轧状态的缺陷,而精密冷拔鋼管由于拔前内外表面均去除氧化皮,再经过内外模拉拔挤压,不但表面粗糙度好,而且光滑平整、美观,这也是它的一个显著特点。其次是冷拔鋼管的几何精度和尺寸精度是通过内外模挤压塑性变形而成的,由于模具本身精度是很高的,所以经过内外模挤压变形的冷拔鋼管的精度也是由模具来得到保证的,其原有的几何偏差通过冷拔后被清除。另外精密冷拔管在拔前预处理中经过磷化、皂化处理,目的是满足冷拔鋼管工艺的需要,也为提高冷拔鋼管的质量提供了保护性能,而且冷拔后的钢管在使用过程中与未拔过的传统工艺加工的产品比较,还具有不易生锈等特点,大大提高了冷拔鋼管的产品质量。

综上所述这种高精度冷拔管是采用无切削工艺,较传统的工艺省工省料,具有较好的机械性能和较高的产品精度,用这种工艺生产的产品耐磨、耐用,具备较高的使用寿命,已被煤矿井下支护所采用,并在不断扩展到采油、冶金设备、工程机械、汽车行业。需求量越来越大具有广泛推广的空间。推广使用冷拔鋼管工艺制造液压油缸产品、汽缸产品具有非常广泛的发展空间,这也是我们今后产品做大,企业做强的发展方向。

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