專利名稱：一種高精度、高強(qiáng)度鋼材料的冷擠壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高性能金屬材料及特殊合金材料加工領(lǐng)域，主要是涉及一種高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)載貨汽車系列的完善和國(guó)民經(jīng)濟(jì)日趨發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)各類專用汽車提出更高要求。特別是近幾年，我國(guó)的專用汽車品種和質(zhì)量發(fā)展較快，在品種和性能方面都有較大進(jìn)步。相應(yīng)的對(duì)各類專用汽車多級(jí)缸式舉升系統(tǒng)中油缸產(chǎn)品性能方面提出的更高要求，油缸產(chǎn)品性能需要更加優(yōu)越的材料取代更新，在確保焊接性能的基礎(chǔ)上，材料目標(biāo)力學(xué)性能參數(shù)為:抗拉強(qiáng)度ob:≥700MPa，屈服強(qiáng)度os:≥600MPa，延伸率δ5 (%):≥ 12 ;煤礦機(jī)械行業(yè)內(nèi)徑Φ100以下的液壓千斤頂產(chǎn)品，材料目標(biāo)力學(xué)性能參數(shù)為抗拉強(qiáng)度ob:≥600MPa，屈服強(qiáng)度os:≥500MPa，延伸率δ 5 (%):≥15，斷面收縮率Ψ (%):≥45，沖擊功(室溫夏比V型缺口)≥39J。以前使用27SiMn調(diào)質(zhì)處理材料，材料成本較高且焊接性能一般；不能實(shí)現(xiàn)在確保力學(xué)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上提高材料的焊接性能的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，通過冷擠壓加工方法產(chǎn)生塑性變形，大大提高了金屬材料的強(qiáng)度、硬度，該方法不僅能使金屬成型，而且能使金屬的組織和性能大大改善，提供一種質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的取代產(chǎn)品。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，包括以下步驟:
1)將熱軋低合金結(jié)構(gòu)鋼管進(jìn)行正火處理，細(xì)化晶粒；
2)將鋼管依次經(jīng)酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面處理；
3)使用內(nèi)、外模具，讓鋼管在高精度、耐磨的冷作模具中通過，通過冷擠壓加工減小鋼管原始壁厚，控制單位減輕量在20-40%，然后進(jìn)行去應(yīng)力處理，得到機(jī)械性能及尺寸精度較原始材料明顯提高的冷拔材料。所述高精度、高強(qiáng)度鋼管的尺寸精度達(dá)到IT9-13級(jí)，屈服強(qiáng)度達(dá)到500_700MPa，表面粗糙度Ra為1.6-6.3。所述酸洗過程采用15-20%鹽酸溶液，處理時(shí)間為20-40分鐘。步驟I)中正火處理溫度為900_970°C。本發(fā)明通過減小鋼管原始壁厚(即冷擠壓加工)，控制單位減輕量(有效變形量)在30%。所述步驟3)中去應(yīng)力處理時(shí)溫度為480°C -650°c，時(shí)間為3_5小時(shí)。所述低合金結(jié)構(gòu)鋼材為Q235B、Q345B/C/D/E鋼管。本發(fā)明提供的高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，具有以下有益效果:1、本發(fā)明通過正火處理、表面處理和冷擠壓加工及去應(yīng)力處理，克服了材料較低含碳量與高強(qiáng)度的矛盾，得到有一定強(qiáng)度，焊接性能良好的鋼管，并且該產(chǎn)品表面質(zhì)量好、相當(dāng)綜合機(jī)械性能優(yōu)越，具有較高的性價(jià)比，市場(chǎng)前景廣闊。2、本發(fā)明通過冷擠壓加工使鋼管產(chǎn)生塑性變形，大大提高了金屬材料的強(qiáng)度、硬度。3、將正火、冷擠壓加工和去應(yīng)力處理結(jié)合起來，能充分發(fā)揮金屬材料的強(qiáng)度潛力；隨著塑性變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高而塑性下降。通過冷擠壓后的去應(yīng)力熱處理，不僅材料力學(xué)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，且材料尺寸精度、抗拉及屈服強(qiáng)度較前期材料都有較大的提高，經(jīng)濟(jì)效益明顯，市場(chǎng)前景廣闊，使得該鋼管成為一種質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的取代產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但實(shí)施例僅在于說明本發(fā)明，而不是對(duì)其進(jìn)行限制。實(shí)施例1:
將材料牌號(hào)Q345B，規(guī)格Φ 121 X 14的熱軋低合金結(jié)構(gòu)鋼管:在900°C經(jīng)正火處理，細(xì)化晶粒；然后進(jìn)行表面處理工序，即酸洗、清洗中和、磷化、皂化，然后通過冷擠壓得到尺寸規(guī)格為Φ 102/ Φ 78的精密管，單位減輕量(有效變形量)為27.9% ;冷擠壓后在溫度500°C保溫4小時(shí)去應(yīng)力處理，得到高精度、高強(qiáng)度的Q345B精密鋼管，具體技術(shù)指標(biāo)如下:
尺寸精度:IT10-1T12，直線度:0.3-0.6mm/m,內(nèi)外表面粗糙度Ral.6-6.3，基體硬度HB180-210,力學(xué)性能指標(biāo):抗拉強(qiáng)度ob:675/660MPa，屈服強(qiáng)度σ s:600/580MPa，延伸率δ 5 (%):18/20，斷面收縮率Ψ (%):75/77，沖擊功(室溫夏比V型缺口)Akv2 J:177,195,188、210、216、217。
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實(shí)施例2:
將材料牌號(hào)Q345B，規(guī)格Φ 102X12的熱軋低合金結(jié)構(gòu)鋼管在930°C經(jīng)正火處理，細(xì)化晶粒；然后進(jìn)行表面處理工序，即酸洗、清洗中和、磷化、皂化，然后通過內(nèi)、外模具精密冷擠壓得到尺寸規(guī)格為Φ 102.5/Φ84.5的精密管，即單位減輕量(有效變形量)為22.1% ;冷擠壓后在溫度480 V保溫5小時(shí)去應(yīng)力處理，得到高精度、高強(qiáng)度的Q345B精密鋼管，具體技術(shù)指標(biāo)如下:
尺寸精度:IT10-1T12，直線度:0.3-0.6mm/m,內(nèi)外表面粗糙度Ral.6-6.3，基體硬度HB210-240,
力學(xué)性能指標(biāo):抗拉強(qiáng)度ob 780MPa,屈服強(qiáng)度σ s: ^ 660MPa,延伸率δ 5 (%):^ 14。實(shí)施例3:
將材料牌號(hào)Q235B規(guī)格Φ 245X10的熱軋低合金結(jié)構(gòu)鋼管在970°C經(jīng)正火處理，細(xì)化晶粒；然后進(jìn)行表面處理工序，即酸洗、清洗中和、磷化、皂化，然后通過內(nèi)、外模具精密冷擠壓得到尺寸規(guī)格為Φ 243/Φ 231的精密管；冷擠壓后在溫度650°C保溫3小時(shí)去應(yīng)力處理，得到高精度、高強(qiáng)度的精密鋼管，即單位減輕量(有效變形量)為39.5%，具體技術(shù)指標(biāo)如下:尺寸精度:IT10-1T12，直線度:0.3-0.6mm/m,內(nèi)外表面粗糙度Ral.6-6.3，基體硬度HB180-210,力學(xué)性能指標(biāo):抗拉強(qiáng)度σ b:660MPa，屈服強(qiáng)度σ s:610MPa，延伸率δ 5 (%):16.5，斷面收縮率Ψ (%):61.5，沖擊功(室溫夏比V型缺口)Akv2 J:80、78、86
上述實(shí)施例中，酸洗過程采用質(zhì)量濃度為15-20%鹽酸溶液，處理時(shí)間為20-40分鐘；磷化過程中采用磷酸鋅、錳鹽附著磷化膜進(jìn)行磷化。所選材料中，Q235B就是指屈服強(qiáng)度≥245MPa材料，熱軋鋼管對(duì)表面粗糙度沒具體要求，只要求沒有裂紋、折疊、結(jié)疤、軋折和離層等缺陷。
≥345MPa材料。
權(quán)利要求
1.一種高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將熱軋低合金結(jié)構(gòu)鋼管進(jìn)行正火處理，細(xì)化晶粒； 2)將鋼管依次經(jīng)酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面處理； 3)使用內(nèi)、外模具，讓鋼管在高精度、耐磨的冷作模具中通過，通過加工減小鋼管原始壁厚，控制單位減輕量在20-40%，然后進(jìn)行去應(yīng)力處理，得到機(jī)械性能及尺寸精度較原始材料明顯提聞的冷拔材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:所述高精度、高強(qiáng)度鋼管的尺寸精度達(dá)到IT9-13級(jí)，屈服強(qiáng)度達(dá)到500-700MPa，表面粗糙度Ra為1.6-6.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:所述酸洗過程采用15-20%鹽酸溶液，處理時(shí)間為20-40分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:所述步驟2)中磷化過程中采用磷酸鋅、錳鹽附著磷化膜進(jìn)行磷化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:步驟I)中正火處理溫度為900-970°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:所述步驟3)中去應(yīng)力處理時(shí)溫度為480°C _650°C，時(shí)間為3-5小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:通過減小鋼管原始壁厚即冷擠壓加工，控制單位減輕量在30%。
全文摘要
一種高精度、高強(qiáng)度鋼管的冷擠壓方法，通過對(duì)低合金結(jié)構(gòu)鋼管進(jìn)行正火處理、酸洗、磷化、皂化、冷擠壓、去應(yīng)力處理等工藝處理過程；得到有一定強(qiáng)度，焊接性能良好的鋼管。本發(fā)明提供的方法克服了材料較低含碳量與高強(qiáng)度的矛盾，并且該產(chǎn)品表面質(zhì)量好、綜合機(jī)械性能優(yōu)越，具有較高的性價(jià)比，市場(chǎng)前景廣闊。
文檔編號(hào)C21D8/10GK103173599SQ20131008301
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者趙江華, 盧鳳云, 羅蕭凡 申請(qǐng)人:宜昌中南精密鋼管有限公司