CN201558924U - 一种用于径向锻造机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于径向锻造机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯，其特征在于：所述管坯包括离心铸造的合金钢空心荒管(1)和所述合金钢空心荒管(1)的一端或者两端固接的碳素钢“夹头料”(2)。该管坯的合金钢空心荒管的一端或者两端因加设了碳素钢“夹头料”，不仅能使该管坯在径向锻造时实现快速稳定的变形，减少纵向温度和尺寸精度的差异性，有助于提高整个径向锻造机组的生产效率。同时，因固接的“夹头料”为价格低廉的碳素钢，则在加工成成品后切除的为该价格低廉的“夹头料”而无须切除珍贵的合金钢材料，从而大大节省材料成本、提高收得率。

Description

一种用于径向锻造机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯

技术领域

本实用新型涉及一种制造无缝钢管的管坯，尤其涉及制造中大口径、中厚壁、合金钢高级无缝钢管的管坯。

背景技术

钢材具有良好的综合使用性能，能够在不同工况条件下承受所要求的负载和具有所需的寿命周期，且工艺性能良好，是国民经济建设不可或缺的重要基础材料。一般来说，把含碳量0.02％-2％的碳铁合金称为钢，含碳量大于2％的碳铁合金称为铸铁。根据不同的划分标准，又可以将钢划分成不同的类别。按照钢的化学成分可以分为碳素钢和合金钢：

碳素钢中的成分除了铁和碳外，还含有在冶炼中难以除净的少量硅、锰、磷、硫、氧和氮等。根据含碳量大小，将碳素钢分为低碳钢(含碳小于0.25％)、中碳钢(含碳0.25％～0.6％)和高碳钢(含碳大于0.6％)。

合金钢是特意加入或超过碳素钢限量的合金元素的钢，以便使其具有一般碳素钢不具备的强度、韧性、耐蚀性、耐磨性、耐热性、红硬性等特殊性能。这些合金元素包括锰、硅、矾、铬、镍、钛、钒等。合金元素总含量小于5％为低合金钢，5％～10％为中合金钢，大于10％为高合金钢。

总体上讲钢具有较好的加工性能，但是随着合金元素含量的提高，合金钢特别是高合金钢一般情况下都表现为：工艺塑性下降、变形温度区间变窄、脆性增大、变形抗力加大，从而使得加工难度越来越大。合金钢产品的高加工难度，不但导致加工时耗材、耗时、高成本、所用装备吨位高，而且成品质量难以得到保证，因此合金钢高端无缝管材制造技术一直是限制合金钢无缝钢管发展的难题之一。

在现有技术中，对于中大口径(外径为Φ250mm以上)、中厚壁(径壁比为25以下)、合金钢高端无缝管材的加工，基本上都需要管坯成形工艺，即将实心坯料事先加工成空心荒管(一般为实心坯穿成荒管，或者是实心锭锻造后再通过冲孔、扩孔成荒管)，然后再对所述空心荒管进行压力加工成形，最后经精整等工序制造出成品，这不但耗时、耗材、成本高，而且需要配备各类大型设备，工艺和质量均难以控制。

上世纪中叶，逐渐发展起来一项叫径向锻造的技术，即所谓的GFM.，最早是由奥地利率先开发出来的，现在也被通称为RFM(Radial ForgingMachine)。该技术的基本原理就是通过沿工件圆周上布置的多个锤头(2-8)以高频率(一般都在200次/min以上)反复同步锻击工件，以形成叠加变形(每次锤击的变形量不大)，这可使工件断面上获得锻透性较强的成形，导致断面表层、中层和心部的晶粒尺寸差异性明显缩小，从而赋予锻件以最佳的组织和综合性能；径向锻造成形的应变状态还有助于消除可能造成工件完好性遭到破坏的各类表层和内部缺陷；锻造精度高(±2mm)；高频率的同步锤击使变形区能在准绝热的等温条件下(温降ΔTJ≈温升ΔTSH)完成每个道次的锻制，并有可能实现工件的一火成形，导致径向锻造具有明显节能、降耗、省工时的优势；而且由于在径向锻造成形过程中横向宽展受到限制，减少了不利的附加变形及其可能引起的巨大附加应力，可使轴向延伸得到高度发展。因此，径向锻造作为一种高精度、高效率的现代塑性成形技术之一，得到了令世人瞩目的发展，并日益受到业内人士的青睐，因而人们试图从径向锻造技术出发来开辟一条制造中大口径、中厚壁、合金钢高端无缝管材的新途径。

但是，径向锻造成形技术的应用发展尚不够均衡：用于中小尺寸件的生产居多，用于大型件的生产偏少；用于实心轴件的生产居多，用于管体件的生产偏少。特别值得一提的是，由于种种原因，径向锻造成形技术在被用作生产中大口径、中厚壁、合金钢高端无缝管材方面，尚未显现出其应有的优势，其中一个重要原因就在于尚未找到一种能为径向锻造机提供合适管坯的有效途径。所以，尽管有采用径向锻造技术来生产中大口径、合金钢无缝管材的尝试，但一直难以达到预期效果。

发明内容

为了解决上述现有技术中耗时、耗材、成本高，而且需要配备各类大型设备，工艺和质量均难以控制的问题，本实用新型提供了一种用于径向锻造机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯，其特征在于：所述管坯包括离心铸造的合金钢空心荒管(1)和所述合金钢空心荒管(1)的一端或者两端固接的碳素钢“夹头料”(2)。

进一步，所述碳素钢“夹头料”(2)为长度300～800毫米的空心体。

所述碳素钢“夹头料”(2)为壁厚小于等于所述合金钢空心荒管(1)壁厚的圆管。

所述的固接优选为焊接。

根据本实用新型，因在离心铸造的合金钢空心荒管的一端或者两端加设了碳素钢“夹头料”，组成了一个适合于径向锻造机加工的管坯，不仅能使径向锻造快速实现稳定的变形，还能减少管体工件纵向温度和尺寸精度的明显差异性，这使得加工温度范围较窄且价格昂贵的合金钢管的压力加工塑性变形进行的十分顺利，为提高整个径向锻造机组的生产能力和产品质量奠定了基础，从而使得利用径向锻造技术来生产中大口径合金钢高端无缝管材技术得以发展，不但可以生产出高质量的中大口径合金钢无缝管材，而且生产效率大为提高，满足了现代科技对于中大口径合金钢优质高端管材的需要。同时，因固接的“夹头料”为价格低廉的碳素钢，则在加工成成品后，可以仅切除该“夹头料”而无须切除珍贵的合金钢材料，从而大大节省材料成本、提高收得率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例管坯的剖视图；

图2为本实用新型另一实施例管坯的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图说明根据本实用新型的具体实施方式。

图1为本实用新型一种用于径向锻造机上生产中大口径无缝钢管的管坯的一实施例剖视图，示出了该管坯的结构，其包括：离心铸造而成的而成的1Cr18Ni9奥氏体不锈钢空心荒管1，在所述1Cr18Ni9奥氏体不锈钢空心荒管1的两端分别焊接一段15号钢“夹头料”2，所述1Cr18Ni9奥氏体不锈钢空心荒管1为Φ404x94mm的空心荒管，所述15号钢“夹头料”2为500mm长的Φ404x94mm的圆管。该管坯经内外表面机加工处理和加热后，可以直接用于径向锻造机上进行压力加工，且加工出的管件的尺寸和质量均十分优良。

图2为本实用新型一种用于径向锻造机上生产中大口径无缝钢管的管坯的另一实施例剖视图，示出了该管坯的结构，其包括：离心铸造而成的Cr-Ni铁素体-奥氏体超低碳双相不锈钢空心荒管1，在所述Cr-Ni铁素体-奥氏体超低碳双相不锈钢空心荒管1的一端焊接一段20号钢“夹头料”2，所述Cr-Ni铁素体-奥氏体超低碳双相不锈钢空心荒管1为Φ950x100mm的空心荒管，所述20号钢“夹头料”2为700mm长的Φ950x94mm的圆管，该管坯经内外表面机加工处理和加热后，可以直接用于径向锻造机上进行压力加工，且加工出的管件的尺寸和质量均十分优良。

本实用新型的管坯中因为“夹头料”2的存在，使得管坯在径向锻造机上进行锻制成形的整个过程中，不仅能快速实现稳定的变形，还能减少管体工件纵向温度和尺寸精度的明显差异，提高了整个径向锻造机机组的变形能力、提高了生产效率；同时，因离心铸造的空心荒管1的精度高和“夹头料”2的存在，而使得变形更加平稳。此外，因“夹头料”2的存在可降低昂贵的合金钢材料切头切尾而引起的料耗，可提高成品收得率、节省材料成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于径向锻造机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯，其特征在于：所述管坯包括离心铸造的合金钢空心荒管(1)和所述合金钢空心荒管(1)的一端或者两端固接的碳素钢“夹头料”(2)。

2.根据权利要求1所述的管坯，其特征在于：所述碳素钢“夹头料”(2)为长度300～800毫米的空心体。

3.根据权利要求2所述的管坯，其特征在于：所述碳素钢“夹头料”(2)为壁厚小于等于所述合金钢空心管坯(1)壁厚的圆管。

4.根据权利要求1～3任一所述的管坯，其特征在于：所述的固接为焊接。

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