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(cheng)型管材的選擇
成(cheng)型之前,首(shou)先要考慮的因素之一是對何種形式不銹鋼(gang)管材進(jin)行成(cheng)型。也就是說,是對無縫鋼(gang)管,還是焊(han)接鋼(gang)管成(cheng)型;是對拉拔鋼(gang)管,還是熱處理的鋼(gang)管成(cheng)型。
一般來說,幾乎每一種標準牌號的不銹鋼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。
因此,可(ke)(ke)以(yi)肯定,采(cai)用一種(zhong)加工(gong)(gong)(gong)方(fang)式,使用一種(zhong)成型設備(bei)是不(bu)(bu)可(ke)(ke)能加工(gong)(gong)(gong)生(sheng)產(chan)(chan)出(chu)所有材質、類型或尺(chi)寸的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan),也(ye)不(bu)(bu)可(ke)(ke)能同(tong)時加工(gong)(gong)(gong)生(sheng)產(chan)(chan)各種(zhong)性能的(de)(de)無縫或焊接(jie)鋼(gang)管(guan)。所以(yi),生(sheng)產(chan)(chan)費用的(de)(de)估算不(bu)(bu)應該基于可(ke)(ke)能生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)產(chan)(chan)品類型上(shang),還必須考(kao)慮某種(zhong)鋼(gang)管(guan)生(sheng)產(chan)(chan)設備(bei)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)能力和經(jing)濟(ji)效益。
易切削牌號(hao)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)以(yi)加工(gong)成無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan),它在尺(chi)寸方面采(cai)用(yong)(yong)擠壓(ya)的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)比穿(chuan)孔方法(fa)(fa)更(geng)容易達到。另一(yi)(yi)方面,這(zhe)些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種由(you)于(yu)含有(you)非(fei)金屬夾雜物,是絕對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)適宜采(cai)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)方式加工(gong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)。具有(you)強的(de)(de)(de)空淬性(xing),并有(you)較(jiao)高碳含量的(de)(de)(de)馬氏體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang) 20Cr13(420)和(he)108Cr17(400C)型(xing),可(ke)用(yong)(yong)來生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan),但不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),根據生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)廠的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能力,10Cr17(430)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)既有(you)可(ke)能加工(gong)成無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan),也(ye)可(ke)能加工(gong)為焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan),或(huo)(huo)者(zhe)兩(liang)者(zhe)都不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)可(ke)能。有(you)些工(gong)廠不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)愿意加工(gong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)400鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。所以(yi),440鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan),但不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能加工(gong)成焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan),這(zhe)是因(yin)為10Cr17(430)和(he)16Cr25N(446)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在焊(han)(han)(han)接(jie)區域,有(you)較(jiao)大(da)晶(jing)粒(li)和(he)脆化(hua)的(de)(de)(de)趨(qu)勢(shi)。一(yi)(yi)般來說,普通的(de)(de)(de)18-8期及其穩定化(hua)處理后的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)都可(ke)以(yi)用(yong)(yong)來加工(gong)制(zhi)作無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)或(huo)(huo)焊(han)(han)(han)接(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。像沉淀硬化(hua)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)許(xu)多非(fei)標準鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種,由(you)于(yu)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)是單相合金,因(yin)此它們往往不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)可(ke)能進行穿(chuan)孔,就(jiu)是擠壓(ya)成型(xing)也(ye)有(you)一(yi)(yi)些困難(nan),但可(ke)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)(fa)順利地加工(gong)制(zhi)作不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)外徑(jing)很大(da)或(huo)(huo)者(zhe)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)壁較(jiao)厚(hou)時,是不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)(fa)來加工(gong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)。
2. 不銹鋼鋼管的回火(huo)效應(ying)
由于冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)引起的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)硬化(hua)(hua)(hua),就(jiu)(jiu)(jiu)意味(wei)著在隨后(hou)(hou)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)要進(jin)行回(hui)(hui)火(huo)處理。所以(yi)回(hui)(hui)火(huo)對成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)方法和費用有(you)(you)著直接的(de)(de)影響。人們都知道,當金(jin)屬(shu)接近或低于室溫變形時,就(jiu)(jiu)(jiu)會(hui)產(chan)生硬化(hua)(hua)(hua),使金(jin)屬(shu)材料的(de)(de)強度(du)(du)和硬度(du)(du)增(zeng)高。實際上,并不(bu)是所有(you)(you)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管都能進(jin)行所希望的(de)(de)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)。如鐵素(su)體(ti)400系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管,在冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)時,只(zhi)能有(you)(you)較(jiao)小的(de)(de)變形量(liang),否(fou)則就(jiu)(jiu)(jiu)會(hui)發生突然破壞或開裂。像(xiang)10Cr17(430)和16Cr25N(446)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)自身就(jiu)(jiu)(jiu)有(you)(you)缺口(kou)敏感性,因此(ci)它們的(de)(de)供貨狀態應為(wei)退(tui)(tui)火(huo)狀態。當必須對它們進(jin)行成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)時,必須進(jin)行回(hui)(hui)火(huo)處理。硬化(hua)(hua)(hua)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)也是以(yi)退(tui)(tui)火(huo)狀態供貨,否(fou)則這(zhe)些鋼(gang)種就(jiu)(jiu)(jiu)是以(yi)常化(hua)(hua)(hua)加(jia)(jia)固化(hua)(hua)(hua),或者以(yi)淬火(huo)加(jia)(jia)固化(hua)(hua)(hua)狀態交貨。然而(er)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管,它們能在較(jiao)大(da)的(de)(de)冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)硬度(du)(du)范圍供貨。表5-2列出了(le)與奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)300系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)各種回(hui)(hui)火(huo)有(you)(you)關(guan)的(de)(de)機械性能,并不(bu)是所有(you)(you)尺寸和鋼(gang)種的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管在回(hui)(hui)火(huo)后(hou)(hou)都可(ke)以(yi)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)。然而(er),含(han)合金(jin)量(liang)較(jiao)少的(de)(de)12Cr17Mn6Ni5N(201)、12Cr1Mn9Ni5(202)、12Cr17Ni7(301)、12Cr19Ni9(302)和06Cr19Nil0(304)鋼(gang)種非常適合于冷(leng)拔;對于合金(jin)含(han)量(liang)較(jiao)高、冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)硬化(hua)(hua)(hua)速率(lv)低的(de)(de)鋼(gang)種,并沒有(you)(you)廣(guang)泛地用于生產(chan)大(da)于1/2冷(leng)作(zuo)硬化(hua)(hua)(hua)狀態的(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)產(chan)品。10Cr18Ni12(305)、06Cr17Ni12Mo2(316)、06Cr19Ni13Mo3(317)和20Cr25Ni20(310)鋼(gang)屬(shu)于后(hou)(hou)一(yi)類。隨著鎳含(han)量(liang)的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia),加(jia)(jia)工(gong)硬化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)趨勢就(jiu)(jiu)(jiu)會(hui)減輕(qing)。
冷(leng)拔(ba)奧氏體不銹(xiu)鋼管的性能,見表5-2。
應該(gai)提及的是(shi),一些(xie)非標準鉻-錳奧氏(shi)體不銹鋼,明顯(xian)地擴大了冷(leng)拔鋼管的加工(gong)范圍。
圖(tu)5-45表示出(chu),由大(da)(da)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)鋼(gang)管(guan)經冷拔加工(gong)成小(xiao)(xiao)(xiao)直(zhi)徑鋼(gang)管(guan)的(de)“回火-尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)”的(de)關系圖(tu)。小(xiao)(xiao)(xiao)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)鋼(gang)管(guan)在加工(gong)生產時,這(zhe)個規律(lv)可能有點變化(hua)。當生產大(da)(da)于退火硬(ying)度的(de)小(xiao)(xiao)(xiao)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)鋼(gang)管(guan)時,特別是希望(wang)有1/2冷硬(ying)性(xing)能時,就應該考慮用(yong)專(zhuan)門生產小(xiao)(xiao)(xiao)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)不銹鋼(gang)管(guan)的(de)設備。
由(you)于(yu)原(yuan)材(cai)料的利用率(lv),即成(cheng)材(cai)率(lv)是一個必(bi)要(yao)的條件,所(suo)以(yi)希望上述的基(ji)本知識有助于(yu)提(ti)高管(guan)子(zi)的成(cheng)材(cai)率(lv)。
在冷拔不(bu)銹鋼管(guan)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。