冷拔工艺.ppt
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冷拔生产工艺技术中心2007.102007.10一、概述一、概述一、概述一、概述二、冷拔工艺流程二、冷拔工艺流程二、冷拔工艺流程二、冷拔工艺流程三、工序作用及要求三、工序作用及要求三、工序作用及要求三、工序作用及要求四、冷拔钢管缺陷及分析四、冷拔钢管缺陷及分析四、冷拔钢管缺陷及分析四、冷拔钢管缺陷及分析五、五、五、五、5050分厂生产特点分厂生产特点分厂生产特点分厂生产特点主要内容一、概述无缝钢管的分类：
无缝钢管的分类：
热加工：
热轧、热挤（扩）热加工：
热轧、热挤（扩）冷加工：
冷拔、冷轧冷加工：
冷拔、冷轧冷拔是将经热加工后的管材在冷状态下进行再加工，以生产精密、冷拔是将经热加工后的管材在冷状态下进行再加工，以生产精密、薄壁、小径产品的生产方法。
薄壁、小径产品的生产方法。
优点：
优点：
极小径、极薄（毛细）管；极小径、极薄（毛细）管；尺寸精度高和表面粗糙度好；尺寸精度高和表面粗糙度好；异型、变断面；异型、变断面；与相应的热处理方法结合，可获得多种机械与相应的热处理方法结合，可获得多种机械性能。
性能。
缺点：
缺点：
工序较多；工序较多；道次变形量小；道次变形量小；生产周期长；生产周期长；金属消耗高。
金属消耗高。
二、冷拔工艺流程毛管毛管分选分选毛毛管管修修磨磨坯料坯料加热穿孔打头加热穿孔打头酸洗酸洗润滑润滑冷拔冷拔热处理热处理称重称重喷印喷印复检复检无损探伤无损探伤人工检验人工检验切管切管矫直矫直包装入库包装入库三、工序作用及要求3.13.1管料管料外径和壁厚尺寸越接近成品尺寸越好，可减小拔制道次，节省成本。
外径和壁厚尺寸越接近成品尺寸越好，可减小拔制道次，节省成本。
来料规格要考虑钢种、品种、设备能力、供料条件来料规格要考虑钢种、品种、设备能力、供料条件尺寸精度：
尺寸精度：
D11.5%D11.5%，S10%S10%，弯曲度，弯曲度2mm/m2mm/m内外表质量：
不得有影响成品的折皱、结疤、划道、裂纹存在内外表质量：
不得有影响成品的折皱、结疤、划道、裂纹存在（轻微轻微的要修磨干净的要修磨干净）管料的检查与修磨：
对提高成品合格率相当重要管料的检查与修磨：
对提高成品合格率相当重要3.23.2锤头锤头要求：
严实，能够拔要求：
严实，能够拔2323道次；道次；长度不超长度不超180mm180mm，过渡园滑，无尖锐棱角过渡园滑，无尖锐棱角中心线与管体一致，不得有扭转中心线与管体一致，不得有扭转，防止局部凹陷，防止局部凹陷管端加热温度、长度要求管端加热温度、长度要求对小径薄壁管可采用轧头。
对小径薄壁管可采用轧头。
3.33.3酸洗润滑酸洗润滑洗掉钢管表面的氧化铁皮，减少磨擦，降低拔制力。
防止在拔洗掉钢管表面的氧化铁皮，减少磨擦，降低拔制力。
防止在拔制时产生划道等缺陷。
制时产生划道等缺陷。
氧化铁皮的分布氧化铁皮的分布三层：
最外层为三层：
最外层为FeFe22OO33，极薄，占，极薄，占12%12%中间层为中间层为FeFe33OO44，较薄，占，较薄，占418%418%最里层为最里层为FeOFeO，最厚，占，最厚，占8085%8085%低合金钢及高合金钢的氧化物除上述的组成低合金钢及高合金钢的氧化物除上述的组成、结构外，还含、结构外，还含有合金元素的氧化物。
特别是含有合金元素的氧化物。
特别是含CrCr、NiNi的合金钢管形成的氧化物的合金钢管形成的氧化物难溶于酸，因此酸洗困难。
难溶于酸，因此酸洗困难。
酸洗过程酸洗过程一般采用硫酸酸洗。
一般采用硫酸酸洗。
优点：
价格较低；优点：
价格较低；对脆性氧化铁皮有剥离作用，耗酸少；对脆性氧化铁皮有剥离作用，耗酸少；可通过提高温度维持酸洗；可通过提高温度维持酸洗；酸雾刺激小酸雾刺激小废酸利用价值高废酸利用价值高缺点：
需加热缺点：
需加热对铁基侵蚀大，易氢脆对铁基侵蚀大，易氢脆表面暗，生产物溶解度小而不易去除，特别是含表面暗，生产物溶解度小而不易去除，特别是含CrCr、NiNi钢钢酸洗速度慢酸洗速度慢酸洗原理：
酸洗原理：
溶解作用：
溶解作用：
FeFe22OO33（FeFe33OO44、FeOFeO）+H+H22SOSO44机械剥离作用：
机械剥离作用：
Fe+HFe+H22SOSO44FeSOFeSO44+H+H22，最主要最主要还原作用：
还原作用：
FeFe22OO33（FeFe33OO44）+2HFeO+2HFeO酸洗缺陷酸洗缺陷氢脆：
氢脆：
Fe+HFe+H22SOSO44FeSOFeSO44+H+H22预防措施：
避免低浓度高温度酸洗；加入适当缓蚀剂；避免酸洗时预防措施：
避免低浓度高温度酸洗；加入适当缓蚀剂；避免酸洗时间过长；避免洗热管；酸洗后干燥去氢间过长；避免洗热管；酸洗后干燥去氢欠酸洗：
还残留有氧化铁皮欠酸洗：
还残留有氧化铁皮预防措施：
重新酸洗预防措施：
重新酸洗过酸洗：
表面出现点状腐蚀或带状凹坑过酸洗：
表面出现点状腐蚀或带状凹坑产生原因：
酸洗时间过长；缓蚀剂量不够产生原因：
酸洗时间过长；缓蚀剂量不够过酸洗是一种不可补救的质量缺陷，只能报废，要尽量避免。
过酸洗是一种不可补救的质量缺陷，只能报废，要尽量避免。
黑渣：
酸洗表面残留的亚铁盐黑渣：
酸洗表面残留的亚铁盐对磷化、润滑质量有影响。
对磷化、润滑质量有影响。
润滑润滑通过润滑降低磨擦能达到减少变形力和变形功，增加道次变形通过润滑降低磨擦能达到减少变形力和变形功，增加道次变形量，减少工模具损耗，提高工模具使用寿命，避免由于工模具磨量，减少工模具损耗，提高工模具使用寿命，避免由于工模具磨损和粘结金属而影响钢管内、外表面质量，以提高加工速度，降低损和粘结金属而影响钢管内、外表面质量，以提高加工速度，降低成本。
成本。
润滑分磷化和皂化两个步骤。
润滑分磷化和皂化两个步骤。
磷化：
在钢管表面形成一层疏松多孔而又附着力极强的磷化膜。
磷化：
在钢管表面形成一层疏松多孔而又附着力极强的磷化膜。
ZnO+Zn（NOZnO+Zn（NO33）22+H+H33POPO44Fe2+HPO42-FeHPO4Fe2+PO43-Fe3（PO4）2皂化皂化：
钢管经磷化后所生产的磷化膜仅是润滑剂的载体。
钢管经磷化后所生产的磷化膜仅是润滑剂的载体。
必须必须要涂上工业肥皂或其它金属润滑剂。
要涂上工业肥皂或其它金属润滑剂。
3.43.4拔制工艺拔制工艺拔制方式拔制方式:
长芯棒拔制长芯棒拔制；短芯棒拔制短芯棒拔制；无芯棒拔制无芯棒拔制；游动芯棒拔制游动芯棒拔制多采用短芯棒多采用短芯棒+无芯棒拔制无芯棒拔制拔管机：
链式、钢绳式、液压式拔管机：
链式、钢绳式、液压式冷拔工具冷拔工具外模、内模、模套、连接杆及螺丝、芯杆外模、内模、模套、连接杆及螺丝、芯杆（洋元洋元）、牙板、牙板要求：
具有足够的强度和韧性；要求：
具有足够的强度和韧性；具有一定的硬度和良好的耐磨性；具有一定的硬度和良好的耐磨性；具有合理的开头和精确的几何尺寸；具有合理的开头和精确的几何尺寸；工作表面光洁，不得有任何缺陷存在工作表面光洁，不得有任何缺陷存在配模与安装配模与安装模具分类模具分类外模：
锥形和弧形外模：
锥形和弧形主要参数：
入口锥、出口锥、定径带主要参数：
入口锥、出口锥、定径带内模：
柱形和锥形内模：
柱形和锥形配模：
锥形外模配模：
锥形外模+柱形内模；弧形外模柱形内模；弧形外模+锥形内模锥形内模安装：
拔管模中心线与拔制中心线一致，避免产生弯曲或壁厚不安装：
拔管模中心线与拔制中心线一致，避免产生弯曲或壁厚不均。
均。
芯棒在变形区的位置不能过前或过后。
过前则增加了拔制芯棒在变形区的位置不能过前或过后。
过前则增加了拔制力，易拔断和造成划道；过后则起不到减壁的作用。
力，易拔断和造成划道；过后则起不到减壁的作用。
柱形内模应与外模出口侧平齐；锥形内模在外模定径带的柱形内模应与外模出口侧平齐；锥形内模在外模定径带的1/31/3处。
处。
道次变形量的选择道次变形量的选择影响道次变形量的因素：
影响道次变形量的因素：
钢的冷加工性能，包括强度和塑性；钢的冷加工性能，包括强度和塑性；拔管机的能力；拔管机的能力；拔制方式和模具类型拔制方式和模具类型一般带芯棒道次延伸率一般带芯棒道次延伸率不超过不超过2.0（1.5）2.0（1.5），空拔道次延伸率，空拔道次延伸率不超不超过过1.5（1.25）1.5（1.25）。
道次减径量道次减径量315mm315mm，道次减壁量，道次减壁量0.21.5mm0.21.5mm。
对塑性好的钢种且对塑性好的钢种且D/SD/S适当可采用连拔。
适当可采用连拔。
拔制力拔制力P=K（F0-F1）P=K（F0-F1）影响因素：
材质本身特性；变形程度；磨擦条件；模具形状；影响因素：
材质本身特性；变形程度；磨擦条件；模具形状；拔制方式；来料几何尺寸；芯棒位置拔制方式；来料几何尺寸；芯棒位置3.53.5热处理热处理中间热处理（管料热处理）和成品热处理中间热处理（管料热处理）和成品热处理目的：
目的：
消除钢管冷变形时产生的加工硬化和存在于钢管内的残余消除钢管冷变形时产生的加工硬化和存在于钢管内的残余应应力，降低强度和硬度，恢复塑性；力，降低强度和硬度，恢复塑性；获得较好的综合力学性能。
获得较好的综合力学性能。
中间热处理一般采用再结晶退火，即高于再结晶温度中间热处理一般采用再结晶退火，即高于再结晶温度105250105250的低温退火。
但在实际操作中往往采用正火。
的低温退火。
但在实际操作中往往采用正火。
成品热处理依产品标准的要求和品种规格来定。
成品热处理依产品标准的要求和品种规格来定。
热处理缺陷热处理缺陷氧化铁皮过厚；氧化铁皮过厚；钢管表面严重脱碳；钢管表面严重脱碳；钢管的过热和过烧；钢管的过热和过烧；钢管力学性能不均匀、不合格；钢管力学性能不均匀、不合格；热处理后钢管弯曲度过大。
热处理后钢管弯曲度过大。
四、冷拔钢管缺陷及分析序序号号缺陷缺陷名称名称特征特征产生原因产生原因预防和消除方法预防和消除方法11横裂横裂钢管表面钢管表面有连续或有连续或断续的横断续的横向破裂向破裂酸洗时间过长引起氢脆酸洗时间过长引起氢脆热处理不当热处理不当,加工应力未充分消除加工应力未充分消除拔制变形量过大拔制变形量过大拔制速度过快拔制速度过快,产生热应力产生热应力空拔厚壁管内外变形不一致空拔厚壁管内外变形不一致,产生产生附加应力附加应力正确执行工艺制度正确执行工艺制度,按按操作规程作业操作规程作业合理安排变形量合理安排变形量对厚壁管特别注意内外对厚壁管特别注意内外性能均匀、要控制壁厚性能均匀、要控制壁厚不均不均缺陷名称：
折叠、裂缝缺陷名称：
折叠、裂缝（裂纹、发纹裂纹、发纹）、凹坑、尺寸超差、壁厚不均、凹坑、尺寸超差、壁厚不均、椭圆、划道椭圆、划道（擦伤擦伤）、抖纹、纵向开裂、纵向凹折、翘皮、抖纹、纵向开裂、纵向凹折、翘皮、夹杂、麻面夹杂、麻面（针孔针孔）、矫痕、内外折等。
、矫痕、内外折等。
序序号号缺陷缺陷名称名称特征特征产生原因产生原因预防和消除方法预防和消除方法22划道划道钢管表面钢管表面呈直线形呈直线形划痕划痕拔模表面不光滑，有裂纹或粘钢拔模表面不光滑，有裂纹或粘钢锤头过渡区有棱角，磨损工具锤头过渡区有棱角，磨损工具欠酸洗或钢管表面残留有氧化皮欠酸洗或钢管表面残留有氧化皮润滑质量不高，拔速过快润滑质量不高，拔速过快热轧管料有青线，拔后未能消除热轧管料有青线，拔后未能消除模具硬度不够，或已磨损模具硬度不够，或已磨损变形量过大变形量过大热处理欠温或不均匀热处理欠温或不均匀提高模具的质量提高模具的质量氧化铁皮要洗干净，氧化铁皮要洗干净，涂层均匀牢固涂层均匀牢固锤头过渡区的质量锤头过渡区的质量勤检查模具和钢管表勤检查模具和钢管表面，发现问题及时处面，发现问题及时处理理33抖纹抖纹沿长度方沿长度方向出现高向出现高低不平的低不平的环形波浪环形波浪或波痕或波痕热处理后性能不均匀热处理后性能不均匀酸洗后冲洗不干净，润滑不良，酸洗后冲洗不干净，润滑不良，拔制时抖动拔制时抖动芯杆过细，拔制时弹性变形引起芯杆过细，拔制时弹
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