高精度冷拔钢管开裂原因分析

高精度冷拔钢管开裂原因分析

【摘要】高精度冷拔钢管是以热轧无缝管或直缝焊管为坯料，经预处理后在高精度冷拔机2=iI过模具挤压使之垫陛变形的精密管材。这种管材不但尺寸精度高（达到H8-H11），表面粗糙度.好（0.2-3.2mm），而且机械强度高（较原材质热轧管提高20-35%）可直接、经珩磨或刮削工艺制成油缸或气缸缸体。同时还解决了用传统方法无法加工细长薄壁缸体的难题。这种工艺早在70年代就在工业发达国家推广，德国的洪培公司在70年代已研制了冷拔机组，可拔制内径达到500mm的精密缸体，并批量生产推向市场。

我国生产精密冷拔管起步较晚，虽在70年代就已生产内径但缸径太小，应用面较窄，难以推广。直到80年代，但因拔制力太小，可拔制的长度太短，远不能适应市场的需求。自90年代起，高精度冷拔钢管，已被煤矿井下支护、采油、治金、工程机械、汽车等行业普遍采用，并在不断扩展，需求量越来越大。但高精密冷拔管在生产过程中，工艺处理不当，会造成冷拔管开裂报废，给生产造成较大的经济损失。本公司在吸收国内外冷拔技术的基础上，结合实际操作中遇到的问题，对冷拔管开裂的原因，提出生产制造过程中产生开裂原因的几点看法并进行探讨。

1 原材料因素

由于钢管化学成份的波动，热轧管料尺寸的偏差，使得用相同退火、酸洗、润滑工艺参数，相同的拔制方法，相同模具形式，拔制同规格的、同钢种的钢管，拔制力相差很大，即使拔制同一只钢管，瞬时拔制力也是波动的，其波动值有时大的惊人，即使拔制半成品或成品管，拔制力也是波动的，波动幅度也较大。因此拔制应采用优质的原材料，尽可能采用表面质量较好，尺寸偏差较小的管坯拔制，同时对管坯的机械性能有所掌握。在如钢管本身塑性差，组织粗大，纵裂出现的机率就会增加。

2 变形的不均匀性

钢管在拔制中金属的变形是不均匀的，由于变形不均匀，在拔制时会产生较大的附加应力，拔制后钢管内部则存在较大的残余应力，因此，容易产生表面裂纹等缺陷，所以对冷拔变形是不利的。

2.1的不均匀性

外摩擦和工具形状是导致空拔时金属流动和不均匀的重要因素，这可用坐标网格法研究圆棒拉伸时金属流动来说明。

把金属圆棒试样沿轴线纵向剖开，在剖面上刻上直角坐标网作，再把试样合在一起进行拉拔。拉拔时，沿变形区剖面上原来的坐标网格的形状和尺寸发生了如图1所示的变化，即：

2.1.1坐标网的各纵坐标线在拉伸前是直线，在拉伸过程中变成曲线，并且弯向拉伸方向，这线的曲率是在通过变形区时逐渐增大的；

2.1.2坐标网的横坐标线拉伸后仍然是直线，但在变形过程中产生两次弯折，第一次弯折发生在变形区的入口，第二次弯折发生在变形区的出口，弯折程度愈靠外层愈大

2.1.3靠近中心各层正方形的坐标网格变成了矩形，其内切圆变成正椭圆，在轴向被拉伸，在径向被压缩。而在靠近模子的外层，正方形的坐标网格变成了平行四边形，其内切圆变成了斜椭圆。

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