最新冷拔工艺教学讲义ppt.ppt

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1、冷拔工艺一、概述二、冷拔工艺流程三、工序作用及要求四、冷拔钢管缺陷及分析五、50分厂生产特点主要内容一、概述无缝钢管的分类:热加工:热轧、热挤(扩)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、薄壁、小径产品的生产方法。优点:①极小径、极薄(毛细)管;②尺寸精度高和表面粗糙度好;③异型、变断面;④与相应的热处理方法结合,可获得多种机械性能。缺点:①工序较多;②道次变形量小;③生产周期长;④金属消耗高。3.3酸洗润滑洗掉钢管表面的氧化铁皮,减少磨擦,降低拔制力。防止在拔制时产生划道等缺陷。⑴氧化铁皮的分布三层:最外层为Fe2O3,极薄,占1~2%中间层为Fe3O4

2、,较薄,占4~18%最里层为FeO,最厚,占80~85%低合金钢及高合金钢的氧化物除上述的组成、结构外,还含有合金元素的氧化物。特别是含Cr、Ni的合金钢管形成的氧化物难溶于酸,因此酸洗困难。⑵酸洗过程一般采用硫酸酸洗。优点:价格较低;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;酸雾刺激小废酸利用价值高缺点:需加热对铁基侵蚀大,易氢脆表面暗,生产物溶解度小而不易去除,特别是含Cr、Ni钢酸洗速度慢酸洗原理:①溶解作用:Fe2O3(Fe3O4、FeO)+H2SO4→②机械剥离作用:Fe+H2SO4→FeSO4+H2,最主要③还原作用:Fe2O3(Fe3O4)+2H→FeO⑶酸洗缺

3、陷①氢脆:Fe+H2SO4→FeSO4+H2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②欠酸洗:还残留有氧化铁皮预防措施:重新酸洗③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;缓蚀剂量不够过酸洗是一种不可补救的质量缺陷,只能报废,要尽量避免。④黑渣:酸洗表面残留的亚铁盐对磷化、润滑质量有影响。⑷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,降低成本。 润滑分磷化和皂化两个步骤。 磷化:在钢管表面形成一层疏

4、松多孔而又附着力极强的磷化膜。ZnO+Zn(NO3)2+H3PO4Fe2++HPO42-→FeHPO4↓Fe2++PO43-→Fe3(PO4)2↓皂化:钢管经磷化后所生产的磷化膜仅是润滑剂的载体。必须要涂上工业肥皂或其它金属润滑剂。3.4拔制工艺⑴拔制方式:长芯棒拔制;短芯棒拔制;无芯棒拔制;游动芯棒拔制多采用短芯棒+无芯棒拔制⑵拔管机:链式、钢绳式、液压式⑶冷拔工具外模、内模、模套、连接杆及螺丝、芯杆(洋元)、牙板要求: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⑷配模与安装模具分类外模:锥形和弧形主要参数:入口锥、出

5、口锥、定径带内模:柱形和锥形配模:锥形外模+柱形内模;弧形外模+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1/3处。⑸道次变形量的选择影响道次变形量的因素:钢的冷加工性能,包括强度和塑性;拔管机的能力;拔制方式和模具类型一般带芯棒道次延伸率μ不超过2.0(1.5),空拔道次延伸率μ不超过1.5(1.25)。道次减径量3~15mm,道次减壁量0.2~1.5mm。对塑性好的钢种且D/S适当可采用连拔。⑹拔制力P=K(F0-F1

6、)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3.5热处理中间热处理(管料热处理)和成品热处理⑴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应力,降低强度和硬度,恢复塑性;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105~250℃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。⑵热处理缺陷氧化铁皮过厚;钢管表面严重脱碳;钢管的过热和过烧;钢管力学性能不均匀、不合格;热处理后钢管弯曲度过大。四、冷拔钢管缺陷及分析序号缺陷名称特征产生原因预防和消除方法1横裂钢管表面有连续或断续的横

7、向破裂酸洗时间过长引起氢脆 热处理不当,加工应力未充分消除 拔制变形量过大 拔制速度过快,产生热应力 空拔厚壁管内外变形不一致,产生附加应力正确执行工艺制度,按操作规程作业 合理安排变形量 对厚壁管特别注意内外性能均匀、要控制壁厚不均缺陷名称:折叠、裂缝(裂纹、发纹)、凹坑、尺寸超差、壁厚不均、 椭圆、划道(擦伤)、抖纹、纵向开裂、纵向凹折、翘皮、夹杂、麻面(针孔)、矫痕、内外折等。序号缺陷名称特征产生原因预

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