專(zhuān)利名稱(chēng)：：17-7ph厚壁無(wú)縫管制管方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及冶金行業(yè)沉淀硬化不銹鋼無(wú)縫管的制管方法，尤其是指厚壁管的冷軋、尺寸公差和磁性能的控制方法。
背景技術(shù)：
：不銹鋼是比較常見(jiàn)的合金鋼，包括鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。0Crl7Ni7Al是沉淀硬化不銹鋼的典型牌號(hào)，具有較好的抗點(diǎn)蝕能力和良好的抗晶間腐蝕性能，具有比奧氏體不銹鋼1Crl8Ni9Ti更為優(yōu)越的抗磨蝕性能。除良好的耐蝕性能外，具有較高的強(qiáng)度、硬度及良好的塑性，具有較好的綜合力學(xué)性能。此類(lèi)不銹鋼主要牌號(hào)有0Crl7Ni4Cu4Nb(17-4PH)、0Crl7Ni7Al(17-7PH)、0Crl5Ni5Cu2Ti(15-5PH)等。其中典型牌號(hào)0Crl7Ni7Al不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分質(zhì)量百分比C《0.09、Si《1.00、Mn《1.00、S《0.030、P《0.035、Crl6.0018.00、Ni6.507.75、Al《0.75、Cu《0.50。0Crl7Ni7Al(17-7PH)為低碳鋼，17-7PH厚壁無(wú)縫管，其力學(xué)性能要求Rm>1140MPa、Rp0.2>965MPa;磁性能要求磁導(dǎo)率ii=100124MH/m?，F(xiàn)有17-7K1厚壁無(wú)縫管的制造方法為1、冷變形，采用全冷拔工藝，冷拔變形量小(《20%);2、熱處理，中間熱處理采用連續(xù)式輥底爐固溶處理，成品熱處理采用固溶+時(shí)效處理；3、酸洗，采用合金鋼酸洗工藝H2S04酸洗，或采用不銹鋼酸洗工藝HF+HN03酸洗；4、成品尺寸偏差控制。上述現(xiàn)有制造方法存在如下問(wèn)題1、冷變形，采用全冷拔工藝，包括芯徑拔制、外徑拔制，冷拔變形量小(《20%)，生產(chǎn)道次較多，在拔制過(guò)程中產(chǎn)生內(nèi)外表面拉毛(直道)現(xiàn)象，經(jīng)多道次拔制后，表面質(zhì)量較差。外徑拔制時(shí)出現(xiàn)管體縱向開(kāi)裂。2、熱處理，成品熱處理后磁導(dǎo)率部分不合格，成品熱處理工藝不能完全保證磁導(dǎo)率滿足技術(shù)要求。3、酸洗，采用合金鋼酸洗工藝H2S04酸洗，氧化皮較難清除。采用不銹鋼酸洗工藝HF+HN03酸洗，表面呈灰黑色，酸洗時(shí)間稍長(zhǎng)，表面產(chǎn)生腐蝕(表面無(wú)光澤并起沙)，酸洗表面質(zhì)量較差。4、成品尺寸偏差控制，拔制控制按公差中間值控制。因接近成品規(guī)格時(shí)內(nèi)孔較小，內(nèi)孔潤(rùn)滑較為困難，生產(chǎn)到成品時(shí)，尺寸發(fā)生了較大變化，外徑拔制時(shí)壁厚減小量超出預(yù)期，超出下偏差。成品經(jīng)固溶+時(shí)效處理和酸洗后，外徑也出現(xiàn)較大收縮量，經(jīng)成品檢驗(yàn)超出下偏差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種17-7ra厚壁無(wú)縫管制管方法，減少冷加工道次；防止管材縱向開(kāi)裂、滿足成品磁導(dǎo)率要求、提供表面質(zhì)量、控制成品尺寸。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，17-7PH厚壁無(wú)縫管制管方法，其包括如下步驟，1)冷變形，采用冷軋+冷拔聯(lián)合生產(chǎn)工藝，外徑縮小率控制在2532%，壁厚減薄率控制在1620%，變形量控制在3850%;其中，冷軋時(shí)，軋制壁厚(外徑拔制前鋼管壁厚)=成品壁厚+外徑拔制后壁厚減小量(35%X成品壁厚)；冷拔時(shí)，外徑縮小率控制在1015%，變形量控制在1320%，拔制速度控制在35m/min;成品拔制外徑=最終成品外徑+固溶和酸洗后外徑減小量(0.300.40mm)2)外徑拔制后即進(jìn)行低溫烘烤，烘烤溫度20030(TC，烘烤時(shí)間2030min，可避免管材縱向開(kāi)裂；3)熱處理，中間熱處理采用連續(xù)式輥底爐，固溶溫度1050108(TC，保溫時(shí)間控制在3560min;成品熱處理采用連續(xù)式輥底爐，熱處理工藝為固溶+時(shí)效處理，固溶溫度10401060。C，保溫時(shí)間2030min;4)酸洗，酸洗溫度控制在4060。C，酸洗時(shí)間控制在1520min;5)矯直，去油、脫脂、切管、錘頭。進(jìn)一步，冷軋時(shí)，管料內(nèi)徑與軋機(jī)芯棒之間的間隙值控制在24mm。又，酸洗采用混酸酸洗工藝，酸洗溶液配比為HF濃度35%，HN03濃度1518%，以質(zhì)量百分比計(jì)。本發(fā)明冷加工生產(chǎn)工藝流程錘頭_酸洗_潤(rùn)滑_冷拔_去油_錘頭_熱處理_矯直_酸洗_潤(rùn)滑_冷拔(循環(huán)至成品)_去油_熱處理_矯直_切管_酸洗_成品檢驗(yàn)_包裝入庫(kù)。在本發(fā)明中，冷變形采用冷軋+冷拔聯(lián)合生產(chǎn)工藝代替原有全冷拔工藝，提高冷變形量，減少冷加工道次。采用軋機(jī)軋制代替芯徑拔制。因?qū)俸癖诠苘堉?，軋制時(shí)有一定難度，在軋制過(guò)程中，由于管料重，串動(dòng)嚴(yán)重，出現(xiàn)"沖"和"管料轉(zhuǎn)動(dòng)不足"等現(xiàn)象，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格。(沖——是厚壁管在軋制過(guò)程中產(chǎn)生的現(xiàn)象，原因是在變形區(qū)內(nèi)變形過(guò)分集中、軋制力大，造成軋輥彈跳過(guò)大，且機(jī)頭在前后極限運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊力而造成被軋鋼管向前猛進(jìn)。轉(zhuǎn)動(dòng)不足——是厚壁管比一般規(guī)格管重且軋制時(shí)如長(zhǎng)度較長(zhǎng)，更增加了單支重量，在軋制過(guò)程中更容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)不夠，造成耳子、棱角等缺陷。)厚壁管冷軋技術(shù)操作要點(diǎn)減小管料內(nèi)徑與軋機(jī)芯棒之間的間隙，間隙值控制在24mm，軋制時(shí)減小了芯棒彈性彎曲，有效控制了芯棒工作錐的軸向竄動(dòng)，避免管料〃沖"現(xiàn)象；修磨孔型前后回轉(zhuǎn)開(kāi)口，在原寬度尺寸上放大O.100.20mm，使管坯在前后旋轉(zhuǎn)時(shí)減少切向阻力，有效解決了"管料轉(zhuǎn)動(dòng)不足"現(xiàn)象。外徑縮小率控制在2532%，壁厚減薄率控制在1620%，變形量控制在3850%(冷軋變形量過(guò)大會(huì)造成鋼管頭部喇叭形開(kāi)裂)，冷軋管機(jī)車(chē)速控制在4550次/min;采用外徑拔制方式(外?？刂仆鈴綔p小，無(wú)內(nèi)?？刂票诤褡兓?拔制成品和成品前一規(guī)格，因最后二道冷變形規(guī)格內(nèi)孔較小，軋制極困難，故采用外徑拔制方式。在外徑拔制后出現(xiàn)縱向開(kāi)裂，出現(xiàn)開(kāi)裂時(shí)間為一小時(shí)至數(shù)小時(shí)。產(chǎn)生原因i7-7ra厚壁管外徑拔制變形不滲透，產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，從而造成縱向開(kāi)裂。外徑拔制低溫烘烤法操作要點(diǎn)外徑拔制后即進(jìn)行低溫烘烤，烘烤溫度20030(TC，烘烤時(shí)間2030min，可避免管材縱向開(kāi)裂。外徑縮小率控制在1015%，變形量控制在1320%(冷拔變形量過(guò)大更易造成鋼管縱向開(kāi)裂)，拔制速度控制在35m/min。3、成品尺寸偏差控制成品壁厚偏差控制法接近成品規(guī)格時(shí)，因管材內(nèi)孔較小，軋制極為困難，采用外徑拔制方式(外?？刂仆鈴綔p小，無(wú)內(nèi)?？刂票诤褡兓?，在外徑拔制過(guò)程中壁厚會(huì)變化(減薄)，厚壁管拔制壁厚減薄量較大(常規(guī)規(guī)格壁厚變化較小)，多道次外徑拔制時(shí)壁厚變化量對(duì)成品尺寸偏差是否符合技術(shù)要求極為重要。壁厚偏差控制要點(diǎn)軋制壁厚(外徑拔制前鋼管壁厚)=成品壁厚+外徑拔制后壁厚減小量(35%X成品壁厚)。成品外徑偏差控制法外徑拔制成品規(guī)格后，管材固溶處理外徑尺寸收縮較大(普通奧氏體不銹鋼外徑變化極小)，同時(shí)熱處理保溫時(shí)間較普通奧氏體不銹鋼長(zhǎng)，氧化皮也較厚，酸洗后外徑也有一定減小，固溶處理和酸洗對(duì)外徑縮小量對(duì)成品尺寸偏差是否符合技術(shù)要求有較大影響。外徑偏差控制要點(diǎn)成品拔制外徑=最終成品外徑+固溶和酸洗后外徑減小量(0.300.40mm)。4、熱處理方法中間熱處理采用連續(xù)式輥底爐，在軋制時(shí)管端出現(xiàn)開(kāi)裂，主要原因固溶規(guī)格壁厚較厚，造成固溶不充分。對(duì)中間熱處理工藝進(jìn)行調(diào)整，固溶溫度10501080°C，需增加保溫時(shí)間，保溫時(shí)間控制在3550min左右。成品熱處理采用連續(xù)式輥底爐，熱處理工藝為固溶+時(shí)效處理，固溶溫度1040106(TC，保溫時(shí)間3040min，經(jīng)時(shí)效處理后力學(xué)性能穩(wěn)定，但磁導(dǎo)率波動(dòng)較大，不符合技術(shù)要求，經(jīng)試驗(yàn)分析，磁導(dǎo)率與晶粒度有關(guān)，而晶粒度與固溶溫度、保溫時(shí)間有關(guān)，為防止晶粒長(zhǎng)大，滿足磁導(dǎo)率要求，需減少保溫時(shí)間，保溫時(shí)間控制在2030min，晶粒度^8級(jí)，能有效控制成品晶粒度，滿足磁導(dǎo)率技術(shù)要求。5、酸液配比改進(jìn)酸洗配比，采用混酸酸洗工藝，酸洗溶液配比為HF濃度35%，HN03濃度1518%，避免了因酸洗時(shí)間偏短而氧化皮清除不清和酸洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生腐蝕(表面無(wú)光澤并起沙)，解決了酸洗質(zhì)量問(wèn)題。酸洗溫度控制在406(TC，酸洗時(shí)間控制在1520min。6、其它矯直成品最終時(shí)效處理后，強(qiáng)度極高(RpO.2>965MPa)，無(wú)法矯直，產(chǎn)品彎曲度不到技術(shù)要求。時(shí)效處理采用井式爐，利用管材自重避免產(chǎn)生彎曲，時(shí)效處理后不再矯直，成品直線度較好。去油(脫脂)、切管、錘頭等工序參照奧氏體不銹鋼生產(chǎn)工藝。上述各工序?yàn)椴讳P鋼生產(chǎn)正常工序，對(duì)環(huán)保和安全無(wú)影響。本發(fā)明的有益效果1、采用厚壁管冷軋技術(shù)替代芯徑拔制，增加了變形量，減少了冷加工道次，縮短了生產(chǎn)周期，同時(shí)節(jié)省了芯徑拔制頭子，提高了產(chǎn)品成材率。2、采用外徑拔制低溫烘烤法解決了管材縱向開(kāi)裂問(wèn)題，通過(guò)控制成品晶粒度，滿足了磁導(dǎo)率技術(shù)要求。3、改進(jìn)酸洗溶液配比，解決氧化皮清除不清和表面陰色問(wèn)題，提高了管材表面質(zhì)4、成品尺寸偏差控制法，掌握成品熱處理和酸洗后外徑減小量、外徑拔制厚壁管時(shí)壁厚變化量，使成品外徑、壁厚尺寸偏差得到有效控制。5、調(diào)整中間熱處理工藝，滿足冷軋大變形量要求；控制成品晶粒度滿足成品磁導(dǎo)率要求。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明1、冷變形按表1進(jìn)行冷變形，使用的軋機(jī)為L(zhǎng)G110H、LG80，對(duì)冷軋后的表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)并進(jìn)行局部磨修。使用的拔機(jī)為L(zhǎng)B65，對(duì)外徑拔制后管材立即進(jìn)行低溫烘烤，拔制較為順利，見(jiàn)表2。表l冷變形工藝變形方式變形規(guī)格中間工序114X17.00平頭、酸洗、潤(rùn)滑軋機(jī)軋制76X14.00去油、熱處理、矯直、切管、酸洗、潤(rùn)滑軋機(jī)軋制57X11.75去油、錘頭、熱處理、矯直、酸洗、潤(rùn)滑外徑拔制51X11.75去油、錘頭、熱處理、矯直、酸洗、潤(rùn)滑外徑拔制43X11.00去油、熱處理、矯直、切管、酸洗、檢驗(yàn)表243X11冷變形工藝變形設(shè)備變形規(guī)格mm相對(duì)變形量％說(shuō)明114X17.00檢驗(yàn)?zāi)バ轑G110H76X14.0047.4表面檢驗(yàn)LG8057X11.7538.7表面檢驗(yàn)LB6551X11.7513.2拔后烘烤6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>2、成品壁厚控制根據(jù)表1軋制外徑57mm時(shí)，壁厚控制為11.77mm，經(jīng)過(guò)二道外徑拔制及后道工序后壁厚減薄量較大，最終成品壁厚由11.77mm減薄為11.20mm，累計(jì)減薄量為0.55mm(見(jiàn)表3)，成品壁厚偏差符合要求。表3外徑拔制及后道工序壁厚變化值單位mm<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3、成品外徑控制外徑拔制控制在43.3043.40mm，管材固溶處理后外徑尺寸收縮較大，同時(shí)熱處理后氧化皮也較厚，酸洗后外徑也有一定減小，對(duì)固溶和酸洗后管材外徑進(jìn)行了測(cè)量，最終成品外徑為43.0043.10mm左右，較為理想，見(jiàn)下表4。表4外徑變化值單位mm<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>4、熱處理熱處理采用連續(xù)式輥底爐，中間規(guī)格76X14mm，固溶處理控制溫度1060°C，輥道速度0.20m/min(保溫時(shí)間40min)，按表3軋制57X11.75mm時(shí)未出現(xiàn)管端開(kāi)裂現(xiàn)象，軋制較為順利。成品固溶處理控制溫度1050°C，輥道速度0.40m/min(保溫時(shí)間20min)，成品經(jīng)時(shí)效處理后力學(xué)性能、磁導(dǎo)率符合技術(shù)要求，見(jiàn)表5。表5成品磁導(dǎo)率、力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>5、酸洗采用混酸酸洗工藝，HF濃度為35%，麗03濃度為1518%，酸洗溫度在4060°C，酸洗時(shí)間約15min，酸洗完畢后進(jìn)行高壓水沖洗，表面為銀灰色，酸洗質(zhì)量較為理想。通過(guò)本發(fā)明方法制造17-7ra(0Crl7Ni7Al沉淀硬化不銹鋼)無(wú)縫鋼管，成品管外徑、壁厚和力學(xué)性能、磁導(dǎo)率符合技術(shù)要求，其表面質(zhì)量和力學(xué)性能也有較大改善。權(quán)利要求17-7PH厚壁無(wú)縫管制管方法，其包括如下步驟，1)冷變形，采用冷軋+冷拔聯(lián)合生產(chǎn)工藝，外徑縮小率控制在25～32％，壁厚減薄率控制在16～20％，變形量控制在38～50％；其中，冷軋時(shí)，軋制壁厚(外徑拔制前鋼管壁厚)＝成品壁厚+外徑拔制后壁厚減小量(3～5％×成品壁厚)；冷拔時(shí)，外徑縮小率控制在10～15％，變形量控制在13～20％，拔制速度控制在3～5m/min；成品拔制外徑＝最終成品外徑+固溶和酸洗后外徑減小量(0.30～0.40mm)2)外徑拔制后即進(jìn)行低溫烘烤，烘烤溫度200～300℃，烘烤時(shí)間20～30min，可避免管材縱向開(kāi)裂；3)熱處理，中間熱處理采用連續(xù)式輥底爐，固溶溫度1050～1080℃，保溫時(shí)間控制在35～60min；成品熱處理采用連續(xù)式輥底爐，熱處理工藝為固溶+時(shí)效處理，固溶溫度1040～1060℃，保溫時(shí)間20～30rmin；4)酸洗，酸洗溫度控制在40～60℃，酸洗時(shí)間控制在15～20min；5)矯直，去油、脫脂、切管、錘頭。2.如權(quán)利要求1所述的17-7Kl厚壁無(wú)縫管制管方法，其特征是，冷軋時(shí)，管料內(nèi)徑與軋機(jī)芯棒之間的間隙值控制在24mm。3.如權(quán)利要求1所述的17-7Kl厚壁無(wú)縫管制管方法，其特征是，酸洗采用混酸酸洗工藝，酸洗溶液配比為HF濃度35%，HN03濃度1518%，以質(zhì)量百分比計(jì)。全文摘要17-7PH厚壁無(wú)縫管制管方法，其包括，1)冷變形，采用冷軋+冷拔聯(lián)合生產(chǎn)工藝，外徑縮小率控制在25～32％，壁厚減薄率控制在16～20％，變形量控制在38～50％；2)外徑拔制后即進(jìn)行低溫烘烤，烘烤溫度200～300℃，烘烤時(shí)間20～30min；3)熱處理，中間熱處理采用連續(xù)式輥底爐，固溶溫度1050～1080℃，保溫時(shí)間控制在35～60min；成品熱處理采用連續(xù)式輥底爐，熱處理工藝為固溶+時(shí)效處理，固溶溫度1040～1060℃，保溫時(shí)間20～30min；4)酸洗，酸洗溫度控制在40～60℃，酸洗時(shí)間控制在15～20min；5)矯直，去油、脫脂、切管、錘頭。本發(fā)明減少冷加工道次；防止管材縱向開(kāi)裂、滿足成品磁導(dǎo)率要求、提供表面質(zhì)量、控制成品尺寸。文檔編號(hào)B21B37/78GK101733303SQ20081020353公開(kāi)日2010年6月16日申請(qǐng)日期2008年11月27日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者王緒年,陳永芳申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司