CN102728652A - 一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法 - Google Patents

一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法 Download PDF

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王黎晖
庞于思
王锦永
宋亚峰
申勇
高杰
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本发明公开了一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法，涉及铁基合金的热处理技术领域，包括以下步骤：管坯球化退火-矫直-高压喷砂除氧化层—冷轧、冷拔—去应力退火—高压喷砂除油污、除磷—精整—入库。所述方法采用水和氧化铝砂或石英砂的混合物进行喷砂除氧化铁皮和油污，不但避免了使用酸液造成的环境污染和对管坯的不均匀腐蚀而导致的表面缺陷，而且喷砂处理后的管子表面平整、洁净、光滑，无污染，使用安全。此外，管坯在输送辊道上均匀螺旋前进，避免了间断除氧化铁皮、油污导致的喷砂道次增加，工作效率高。

Description

一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法
技术领域
本发明涉及铁基合金的热处理技术领域，尤其涉及一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法。
背景技术
通过离心浇注工艺，制备出外层低碳钢内层轴承钢的双金属管坯，然后再经过热轧或者热挤压工艺，能够成功生产出性能较高的成品管。但是热加工工艺只能生产出壁厚5mm以上的成品管，若想生产出壁厚更小、尺寸精度更高的复合管，一般将热轧无缝钢管作为坯料，通过冷轧冷拔的方式进行。热轧无缝钢管外表面和内壁布满氧化铁皮及油污，冷轧冷拔前需要进行坯料处理，同时冷轧冷拔后，也要去除管身上的冷轧油或冷拔油。单金属管子的氧化皮、油污去除一般采用酸洗的方法，酸洗后表面平整、光滑。但是，酸液污染环境，对人体有害。外碳钢、内轴承钢的双金属热轧无缝钢管由两种材料组成，不同材质的电极电位不同，若放进酸液中去除氧化铁皮、油污，双金属管的内、外层金属间产生原电池，管子表面会产生不均匀的腐蚀状态，高电位的金属不被腐蚀，低电位的金属被快速腐蚀，导致管子表面产生大量麻坑，严重影响表面质量，甚至导致管子报废，造成巨大经济损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法，使用所述方法加工的无缝钢管表面平整、洁净、光滑，具有经济、环保、不会对所述双金属无缝钢管产生腐蚀的特点。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法，其特征在于包括以下步骤：管坯球化退火-矫直-高压喷砂除氧化层—冷轧、冷拔—去应力退火—高压喷砂除油污、除磷—精整—入库。
本发明的进一步方案在于：所述管坯球化退火步骤为：在球化退火前对管坯进行缩口热打头，管坯打头一侧加热到800～900℃，加热段长度270～300mm，打头区长度150～200mm，然后将管坯整体加热到790～810℃，保温4～6h，然后开始冷却，冷却速度30～35℃/h，随炉冷却到400～500℃，出炉空冷。
本发明的进一步方案在于：在喷砂过程中使用的砂为氧化铝砂或石英砂与水的混合物，氧化铝砂或石英砂与水的体积比为1.2-2：5，喷砂机喷头喷砂压力35～45MPa，喷砂速度0.4～0.6m/min，管坯在输送辊道上螺旋前进，外喷砂1～2个道次，内喷砂1～2个道次。
本发明的进一步方案在于：在冷轧过程中采用冷轧油润滑，在冷拔过程中采用牛油石灰润滑。
本发明的进一步方案在于：去应力退火的过程为：首先，加热到680℃，保温2～3h，然后出炉空冷。
本发明的进一步方案在于：所述管坯的内外层金属为冶金结合。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：在进行冷拔方法时，管坯球化退火前，将所述管坯进行缩口热打头，加热段比打头区长70～150mm，避免应力集中过大，造成打头区断裂，同时，打头后再球化退火，避免了球化退火后打头导致的应力集中，组织转变，塑性下降，脆性增加。采用水和氧化铝砂或石英砂的混合物进行喷砂除氧化铁皮和油污，不但避免了使用酸液造成的环境污染和对管坯的不均匀腐蚀而导致的表面缺陷，而且喷砂处理后的管子表面平整、洁净、光滑，无污染，使用安全。此外，管坯在输送辊道上均匀螺旋前进，避免了间断除氧化铁皮、油污导致的喷砂道次增加，工作效率高。
具体实施方式
本方法的工艺流程为：管坯球化退火—矫直—高压喷砂除氧化铁皮—冷轧、冷拔—去应力退火—高压喷砂除油污、除磷—精整—入库。所述管坯为冶金结合双金属无缝钢管，也就是说其可以采用离心铸造成型工艺铸造而成，也可以采用复合管热挤压成型工艺铸造而成，还可以采用其它方法铸造而成。
在进行上述工艺步骤时应该控制以下几点关键技术：
（1）管坯球化退火
管坯加热到790～810℃，保温4～6h，然后开始冷却，冷却速度30～35℃/h，随炉冷却到400～500℃，出炉空冷，降低应力，软化组织，提高塑性。其中采用冷拔方法时，球化退火前，将管坯进行缩口热打头，由于热轧态双金属无缝钢管应力较大，材质较脆，热打头时，无缝钢管打头一侧加热到800～900℃，加热段长度270～300mm，打头区长度150～200mm。
（2）高压喷砂除氧化铁皮
在氧化铝砂或石英砂中加入一定量的水，氧化铝砂或石英砂与水的体积比为1.2～2:5，通过搅拌成为砂水混合物，喷砂机喷头喷砂压力35～45MPa，喷砂速度0.4～0.6m/min，双金属无缝钢管在输送辊道上螺旋前进，外喷砂1～2个道次，内喷砂1～2个道次。
（3）冷轧、冷拔
冷轧采用冷轧油润滑，冷拔采用牛油石灰润滑。经过一个道次冷轧、冷拔或冷轧+冷拔联合工序生产出外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管。
（4）去应力退火
将上述双金属无缝钢管加热到680℃，保温2～3h，出炉空冷。
（5）高压喷砂除油污、除磷
在氧化铝砂或石英砂中加入一定量的水，氧化铝砂或石英砂与水的体积比为1.2～2:5，通过搅拌成为水砂混合物，喷砂机喷头喷砂压力35～45MPa，喷砂速度0.4～0.6m/min，复合管在输送辊道上螺旋前进，外喷砂1～2个道次，内喷砂1～2个道次。
实施例一：（1）双金属无缝钢管材质为14MnV/GCr15，即外层14MnV，内层GCr15，产品规格为外圆直径φ=133mm，管壁总厚度=4.5mm（外层壁厚1.9mm+内层壁厚2.6mm）。
（2）所用管坯为热轧双金属无缝钢管，规格为外圆直径φ=159mm，管壁总厚度=7mm（外层壁厚2.8mm+内层壁厚4.2mm）。
（3）管坯球化退火
将管坯加热到790～810℃，保温4～6h，然后开始冷却，冷却速度30～35℃/h，随炉冷却到400～500℃，出炉空冷，降低应力，软化组织，提高塑性。
（4）高压喷砂除氧化铁皮
在石英砂中加入一定量的水，石英砂与水的体积比为1.2～2:5，通过搅拌成为水砂混合物，喷砂机喷头喷砂压力35～45MPa，喷砂速度0.4～0.6m/min，复合管在输送辊道上螺旋前进，外喷砂1～2个道次，内喷砂1～2个道次。
（5）冷轧
经过一个道次冷轧生产出外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管。
（6）去应力退火
将上述无缝钢管加热到680℃，保温2～3h，出炉空冷。
（7）高压喷砂除油污、除磷
在石英砂中加入一定量的水，石英砂与水的体积比为1.2～2:5，通过搅拌成为砂水混合物，喷砂机喷头喷砂压力35～45MPa，喷砂速度0.4～0.6m/min，复合管在输送辊道上螺旋前进，外喷砂1～2个道次，内喷砂1～2个道次。
除油污、除磷后的外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管，进行矫直、探伤、检验、修磨、包装和入库。
实施例二：（1）外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管材质为10MnV/GCr15，即外层10MnV，内层GCr15，产品规格为外圆直径φ=127mm，管壁总厚度=4.5m（外层壁厚2mm+内层壁厚2.5mm）。
（2）所用管坯为热轧双金属无缝钢管，规格为外圆直径φ=133mm，管壁总厚度=5.5mm（外层壁厚2.3mm+内层壁厚3.2mm）。
（3）管坯热打头
热轧双金属无缝钢管坯打头一侧加热到800～900℃，加热段长度270～300mm，打头区长度150～200mm。
（4）管坯球化退火
加热到790～810℃，保温4～6h，然后开始冷却，冷却速度30～35℃/h，随炉冷却到400～500℃，出炉空冷，降低应力，软化组织，提高塑性。
（5）高压喷砂除氧化铁皮
在石英砂中加入一定量的水，石英砂与水的体积比为1.2～2:5，通过搅拌成为水砂混合物，喷砂机喷头喷砂压力35～45MPa，喷砂速度0.4～0.6m/min，复合管在输送辊道上螺旋前进，外喷砂1～2个道次，内喷砂1～2个道次。
（6）冷抜
经过一个道次冷抜生产出外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管。
（7）去应力退火
将上述无缝钢管加热到680℃，保温2～3h，出炉空冷。
（8）高压喷砂除油污、除磷
在石英砂中加入一定量的水，石英砂与水的体积比为1.2～2:5，通过搅拌成为水砂混合物，喷砂机喷头喷砂压力35～45MPa，喷砂速度0.4～0.6m/min，复合管在输送辊道上螺旋前进，外喷砂1～2个道次，内喷砂1～2个道次。
除油污、除磷后的外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管，进行矫直、探伤、检验、修磨、包装和入库。
在进行冷拔方法时，管坯球化退火前，将所述管坯进行缩口热打头，加热段比打头区长70～150mm，避免应力集中过大，造成打头区断裂，同时，打头后再球化退火，避免了球化退火后打头导致的应力集中，组织转变，塑性下降，脆性增加。采用水和氧化铝砂或石英砂的混合物进行喷砂除氧化铁皮和油污，不但避免了使用酸液造成的环境污染和对管坯的不均匀腐蚀而导致的表面缺陷，而且喷砂处理后的管子表面平整、洁净、光滑，无污染，使用安全。此外，管坯在输送辊道上均匀螺旋前进，避免了间断除氧化铁皮、油污导致的喷砂道次增加，工作效率高。 

Claims (6)

1.一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
管坯球化退火-矫直-高压喷砂除氧化层—冷轧、冷拔—去应力退火—高压喷砂除油污、除磷—精整—入库。
2.根据权利要求1所述的一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法，其特征在于所述管坯球化退火步骤为：在球化退火前对管坯进行缩口热打头，管坯打头一侧加热到800～900℃，加热段长度270～300mm，打头区长度150～200mm，然后将管坯整体加热到790～810℃，保温4～6h，然后开始冷却，冷却速度30～35℃/h，随炉冷却到400～500℃，出炉空冷。
3.根据权利要求1所述的一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法，其特征在于在喷砂过程中使用的砂为氧化铝砂或石英砂与水的混合物，氧化铝砂或石英砂与水的体积比为1.2-2：5，喷砂机喷头喷砂压力35～45MPa，喷砂速度0.4～0.6m/min，管坯在输送辊道上螺旋前进，外喷砂1～2个道次，内喷砂1～2个道次。
4.根据权利要求1所述的一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法，其特征在于在冷轧过程中采用冷轧油润滑，在冷拔过程中采用牛油石灰润滑。
5.根据权利要求1所述的一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法，其特征在于去应力退火的过程为：首先，加热到680℃，保温2～3h，然后出炉空冷。
6.根据权利要求1所述的一种外层低碳钢内层轴承钢的双金属无缝钢管的制造方法，其特征在于所述管坯的内外层金属为冶金结合。
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