不銹鋼方管拉拔成形工藝流程

我國現在己成為不銹鋼產品的生產大國，在不銹鋼異型管的拉拔生產中積累了不少經驗，尤其在建筑用小規格薄壁不銹鋼方管方面，一道次成形工藝很常見。但對于大規格中等壁厚的厚壁方管拉拔生產工藝介紹的很少。本文結合為我國首臺AP 1000核電項目生產的規格為口203.2mmx203.2mm×12.7 mm的不銹鋼方管，介紹了實驗初期階段采用空拉工藝出現的邊長中部內凹、邊角劃傷，尺寸超差等問題，后期采用有限元分析的方法選擇圓管規格以及使用襯拉模具等方法，確定了重點參數，解決了存在的問題，保證了該合同的完成。 產品規格及技術要求：203.2mm×203.2 mm×12.7 mm，材質為TP304,采用標準為ASTM A484。 生產該產品完全依靠現有的設備和工藝，主要設備有60 MN (6000 t)擠壓機和7MN (700t)的拉拔機及輔助設備。工藝流程:管坯→切斷→鏜孔→加熱→穿孔→加熱→擠壓→酸洗→修磨→潤滑→焊頭→空拔→襯拔→探傷→定尺→包裝。 實施過程中出現的問題及處理辦法：空拔主要參數如下:毛坯規格281mm13.5mm，毛壞酸洗后，經修磨壁厚達到成品的要求;第一道次空拉前規格273mm×13.0mm，然后涂灰和焊頭:拉后規格口230mm×230 mm×13.0mm:經第二道次空拉后，方管表現為邊部下凹，角度超差，沒有達到設計的要求。分析原因后，從改進拉拔模的設計開始并改空拉為襯拉。 襯拉實驗：從空拉后不銹鋼方管形狀來看，兩道次都采用空拉，由于壁厚較厚，此方案存在諸多問題。經分析確定，采用一道次過渡空拉和一道次襯拉(外模+芯棒)的方案。為了保證成功，需重新設計模具并配合有限元分析等辦法。從空拉實驗后不銹鋼方管的斷面來看，在拉拔模的孔型設計中存在空拉失穩和周邊壓縮系數取值大等問題。失穩主要是孔型模具的設計存在問題。 失穩的原因是由于不銹鋼圓管拔制不銹鋼方管時，圓管開始進入模具的接觸面積和沿圓周上開始接觸的位置不同。為了減小沿周長上變形的不同時性，在設計拉拔模入口道槽時盡量增加同時接觸面積，以防止管子在變形中失穩。不均勻變形也是失穩的原因，這是由于不銹鋼圓管進入孔型后的各部分變形量不同，內外層的金屬變形不同所致，即角部和平面部分的金屬延伸不同。一般角部金屬延伸大，平面部分延伸小，角部受軸向壓應力，壁厚稍微增厚，平面部分受軸向拉應力，壁厚相應減薄一些。 失穩問題的處理，主要從第一道空拉模的設計著手： 空拉模的設計：空拉模?？子扇肟阱F、定徑帶及出口錐3部分組成。定徑帶是一個方柱體，其長度取1015 mm,出口錐為一方錐體，其尺寸與普通圓管冷拔模的取法相同。失穩原因大多源于入口錐設計存在問題。入口錐是由4個相同的二次曲面組成的喇叭口。二次曲面與定徑帶方柱體的表面相交形成過渡區。入口錐的基本參數取值思路如下:入口平面的4個圓弧組成的弧方形，圓方弧的弧邊的曲率半徑近似取空拉前管坯直徑，弧方角部近似取成品角的2倍:入口錐角根據經驗保證負荷最小，取值范圍10°13°區間，本次取12°。 襯拉模(外模+芯棒)的設計：外模的?？撞捎缅F形模，定徑帶長度取7mm，入口錐角仍取12，?？椎耐蛊鸩糠职凑羁刂?。芯棒的設計原則是，芯棒斷面必須與鋼管內孔一致，以保證芯棒在?？變任恢梅€定。芯棒采用柱形芯棒，為便于使芯棒進入孔模的定徑帶，芯棒的前端倒角2×30°，角部倒角5×45°，柱體段長度取100 mm。 周邊壓縮系數的確定：周邊壓縮系數表示圓管周長縮小量。為了保證充滿孔型，不銹鋼圓管周長應大于不銹鋼方管周長，至少是相等。壓縮系數選擇恰當與否，成品平面部分容易出現凹陷對產品有重要影響。其值太小拔后不銹鋼方管角部處圓角太大，若太大，則(證明了第1次空拉出現的問題)。