CN103317305B - 小口径镍基合金无缝方管的制备方法 - Google Patents

小口径镍基合金无缝方管的制备方法 Download PDF

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Abstract

提供一种小口径镍基合金无缝方管的制备方法，包括下述步骤：棒料穿孔-圆管拉拔-焊接拉拔头-冷拉拔-酸洗脱脂-钝化处理-酸洗-应力退火处理-表面润滑-再次冷拉拔使方管壁厚进一步变薄至要求尺寸-检验-探伤-成品包装，采用本方法制备的无缝方管，成品率高，方管表面尺寸精度高，平面度好，具有很高的实用价值。

Description

小口径镍基合金无缝方管的制备方法
技术领域
本发明属无缝管技术领域，具体涉及一种小口径镍基合金无缝方管的制备方法。
背景技术
高合金无缝管，往往具有很高热强度，在高温条件下，其可进行热加工的塑性范围很窄，使其常规轧制工序中的热穿孔非常困难，因而只能采用机械钻扩孔的方式形成空心管坯，我国使用镍基合金方管的行业，多年来绝大多数靠进口解决，或者用镍基合金板材，使用传统的工艺线切割而成，如此成型后的产品内外表面还需进行后处理才能达到使用要求，上述方法的不足之处在于：一是金属收得率与成材率低；二是废品率较高；三是成本高，工作效率低，能耗支出与生产成本高；四是产品质量不易控制。上述几方面因素导致综合成本较高，因此有必要改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种成品率高、产品尺寸精度高且平面度好的小口径镍基合金无缝方管的制备方法。
本发明采用的技术方案：小口径镍基合金无缝方管的制备方法，包括下述步骤：
1）取镍基合金棒料，用穿孔机在棒料中心穿孔形成圆管；
2）将圆管进行多次冷拉拔使得圆管直径尺寸达到形成成品方管要求的尺寸；
3）制作拉拔头，将圆管一端头变形后与拉拔头固定连接为一体；
4）冷拉拔，将拉拔头穿过拉拔机模孔进行拉拔，使圆管变成有壁厚的方管；
5）酸洗脱脂：将方管浸入酸洗槽内20-30分钟脱脂，酸洗液取浓度为5%-8%的弱酸；
6）钝化处理：将酸洗后的方管用清水冲洗后放入钝化槽内4小时进行固化处理，钝化剂取浓度为5%--10%的钝化液；
7）酸洗：将固化后的方管用清水冲洗后再次放入酸洗槽内10分钟，酸洗液取浓度为5%-8%的弱酸；
8）应力退火处理，将再次酸洗后的方管先用清水冲洗，然后放入真空退火炉内加热到600℃-850℃，保温1h，自然冷却至50℃取出；
9)表面润滑：将退火后的方管放入润滑槽内，润滑液为汽机油；
10）再次拉拔：将拉拔头再次穿过拉拔机模孔进行拉拔，此处的模孔尺寸小于步骤4中的模孔尺寸0.1-0.2mm，使方管壁厚变薄；
11）重复步骤5-步骤10，且下一次的模孔尺寸均小于上一次模孔尺寸0.1-0.2mm，使方管壁厚进一步变薄至要求尺寸；
12）检验方管外径、内径、壁厚尺寸及表面质量，若合格就将方管前端及拉拔头切除掉；
13）用探伤仪检测方管材料内部质量，合格后包装成品即可。
上述步骤8中，在真空退火炉内设有容纳方管的容器，将方管装入容器内并将容器两端密封后抽真空，容器内真空度达到2--5mPa,充入氩气保护。
上述步骤9中，所述汽机油为在30号机油中加入90号汽油，且30号机油：90号汽油=1：0.01-0.08。
上述步骤12中，若方管表面或内腔表面有划痕，则重复步骤8后将拉拔头再次穿过最后一次应用的拉拔机模孔进行表面质量校正。
本发明与现有技术相比的优点：
1）退火处理后采用汽机油润滑，使方管表面得到充分润滑，从而使得成品方管尺寸在拉拔过程中精度高、缺陷少且平面度好；
2）材料钝化后，内部金属结构均匀，表面平滑，光亮，进一步提高了延伸加工性能、成品率和加工效率。
具体实施方式
下面描述本发明的第一种实施例。
小口径镍基合金无缝方管的制备方法（成品方管外径18.3*18.3mm，壁厚1.0mm），包括下述步骤：
1）取直径30mm的镍铁棒料，用穿孔机在棒料中心穿孔，孔的直径为15mm，形成圆管；
2）将圆管进行多次冷拉使得圆管直径尺寸达到形成成品方管要求的尺寸，通常圆管直径需达到20.8mm；
3）制作拉拔头，将圆管一端头变形后与拉拔头固定连接为一体；
4）冷拉拔，将拉拔头穿过拉拔机模孔进行拉拔，使圆管变成壁厚为2.5mm的方管；
5）酸洗脱脂：将方管浸入酸洗槽内20-30分钟脱脂，酸洗液取浓度为5%-8%的弱酸，优选氢氟酸；
6）钝化处理：将酸洗后的方管用清水冲洗后放入固化槽内4小时进行钝化处理，钝化剂取浓度为10%的钝化液,所述钝化液为硝酸纳液体；
7）酸洗：将钝化后的方管用清水冲洗后再次放入酸洗槽内10--30分钟，酸洗液取浓度为5%-8%的弱酸，优选氢氟酸；
8）应力退火处理，将再次酸洗后的方管先用清水冲洗，然后放入真空退火炉内加热到800℃，保温1h，自然冷却至50℃取出；具体说，在真空退火炉内设有容纳方管的容器，将方管装入容器内并将容器两端密封后抽真空，容器内真空度达到2--5mPa,充入氩气保护；
9)表面润滑：将退火后的方管放入润滑槽内，液滑液为汽机油；所述汽机油为在30号机油中加入90号汽油，且30号机油：90号汽油=1：0.03；
10）再次拉拔：将拉拔头再次穿过拉拔机模孔进行拉拔，此处的模孔尺寸小于步骤4中的模孔尺寸0.1mm-0.2mm，使方管壁厚变薄；
11）重复步骤5-步骤10，且下一次的模孔尺寸均小于上一次模孔尺寸0.1mm-0.2mm，使方管壁厚进一步变薄至要求尺寸，最终达到方管外径18.3*18.3mm，壁厚1.0mm；
12）检验方管外径、内径、壁厚尺寸及表面质量，若合格就将方管前端及拉拔头切除掉；若方管表面或内腔表面有划痕，则重复步骤8后将拉拔头再次穿过最后一次应用的拉拔机模孔进行表面质量校正，通过此道工序，可以将方管表面的划痕去除，免去打磨工序，有效提高生产效率，而且此道工序不会使方管尺寸发生变化，仅仅改善方管表面的质量；
13）用探伤仪检测方管材料内部质量，合格后包装成品即可。
下面描述本发明的第二种实施例。
小口径镍基合金无缝方管的制备方法（成品方管外径13.8*13.8mm，壁厚0.7mm），包括下述步骤：
1）取直径25mm的镍铁钴棒料，用穿孔机在棒料中心穿孔，孔的直径为10mm，形成圆管；
2）将圆管进行多次冷拉拔使得圆管直径尺寸达到形成成品方管要求的尺寸，圆管直径需达到18mm；
3）制作拉拔头，将圆管一端头变形后与拉拔头固定连接为一体；
4）冷拉拔，将拉拔头穿过拉拔机模孔进行拉拔，使圆管变成有壁厚为壁厚1.6mm的方管；
5）酸洗脱脂：将方管浸入酸洗槽内20-30分钟脱脂，酸洗液取浓度为5%-8%的弱酸，优选氢氟酸；
6）钝化处理：将酸洗后的方管用清水冲洗后放入固化槽内4小时进行钝化处理，钝化剂取浓度为8%的钝化液,所述钝化液为氯化钠液体；
7）酸洗：将固化后的方管用清水冲洗后再次放入酸洗槽内10分钟，酸洗液取浓度为5%-8%的弱酸，优选氢氟酸；
8）应力退火处理，将再次酸洗后的方管先用清水冲洗，然后放入真空退火炉内加热到620℃，保温1h，自然冷却至50℃取出；具体说，在真空退火炉内设有容纳方管的容器，将方管装入容器内并将容器两端密封后抽真空，容器内真空度达到2--5mPa,充入氩气保护；
9)表面润滑：将退火后的方管放入润滑槽内，液滑液为汽机油；所述汽机油为在30号机油中加入90号汽油，且30号机油：90号汽油=1：0.05；
10）再次拉拔：将拉拔头再次穿过拉拔机模孔进行拉拔，此处的模孔尺寸小于步骤4中的模孔尺寸0.1mm-0.2mm，使方管壁厚变薄；
11）重复步骤5-步骤10，且下一次的模孔尺寸均小于上一次模孔尺寸0.1mm-0.2mm，使方管壁厚进一步变薄至要求尺寸，最终达到方管外径13.8mm*13.8mm，壁厚0.7mm；
12）检验方管外径、内径、壁厚尺寸及表面质量，若合格就将方管前端及拉拔头切除掉；若方管表面或内腔表面有划痕，则重复步骤8后将拉拔头再次穿过最后一次应用的拉拔机模孔进行表面质量校正，通过此道工序，可以将方管表面的划痕去除，免去打磨工序，有效提高生产效率，而且此道工序不会使方管尺寸发生变化，仅仅改善方管表面的质量；
13）用探伤仪检测方管材料内部质量，合格后包装成品即可。
下面描述本发明的第三种实施例。
小口径镍基合金无缝方管的制备方法（成品方管外径7.5*7.5mm，壁厚0.5mm），包括下述步骤：
1）取直径10mm的镍铁铜棒料，用穿孔机在棒料中心穿孔，孔的直径5.0mm形成圆管；
2）将圆管进行多次冷拉拔使得圆管直径尺寸达到形成成品方管要求的尺寸，圆管直径需达到8.5mm；
3）制作拉拔头，将圆管一端头变形后与拉拔头固定连接为一体；
4）冷拉拔，将拉拔头穿过拉拔机模孔进行拉拔，使圆管变成有壁厚为壁厚1.5mm的方管；
5）酸洗脱脂：将方管浸入酸洗槽内20-30分钟脱脂，酸洗液取浓度为5%-8%的弱酸，优选氢氟酸；
6）钝化处理：将酸洗后的方管用清水冲洗后放入固化槽内4小时进行钝化处理，钝化剂取浓度为5%的钝化液,所述钝化液为硝酸纳液体；
7）酸洗：将固化后的方管用清水冲洗后再次放入酸洗槽内10分钟，酸洗液取浓度为5%-8%的弱酸，优选氢氟酸；
8）应力退火处理，将再次酸洗后的方管先用清水冲洗，然后放入真空退火炉内加热到600℃，保温1h，自然冷却至50℃取出；具体说，在真空退火炉内设有容纳方管的容器，将方管装入容器内并将容器两端密封后抽真空，容器内真空度达到2--5mPa,充入氩气保护；
9)表面润滑：将退火后的方管放入润滑槽内，液滑液为汽机油；所述汽机油为在30号机油中加入90号汽油，且30号机油：90号汽油=1：0.04；
10）再次拉拔：将拉拔头再次穿过拉拔机模孔进行拉拔，此处的模孔尺寸小于步骤4中的模孔尺寸0.1mm-0.2mm，使方管壁厚变薄；
11）重复步骤5-步骤10，且下一次的模孔尺寸均小于上一次模孔尺寸0.1mm-0.2mm，使方管壁厚进一步变薄至要求尺寸，最终达到方管外径7.5mm*7.5mm，壁厚0.5mm；
12）检验方管外径、内径、壁厚尺寸及表面质量，若合格就将方管前端及拉拔头切除掉；若方管表面或内腔表面有划痕，则重复步骤8后将拉拔头再次穿过最后一次应用的拉拔机模孔进行表面质量校正，通过此道工序，可以将方管表面的划痕去除，免去打磨工序，有效提高生产效率，而且此道工序不会使方管尺寸发生变化，仅仅改善方管表面的质量；
13）用探伤仪检测方管材料内部质量，合格后包装成品即可。
上述实施例中，不仅于提到的镍铁钴合金和镍铁合金，只要是镍基合金，均可以采用此方法生产方管，且成品方管尺寸精度高且平面度好，方管尺寸精度达到0.05mm，平面度可以达到0.05mm,平直度0.03mm，而且成品率高，可达到85%。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (4)

1.小口径镍基合金无缝方管的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
1)取镍基合金棒料，用穿孔机在棒料中心穿孔形成圆管；
2)将圆管进行多次冷拉拔使得圆管直径尺寸达到形成成品方管要求的尺寸；
3)制作拉拔头，将圆管一端头变形后与拉拔头固定连接为一体；
4)冷拉拔，将拉拔头穿过拉拔机模孔进行拉拔，使圆管变成有壁厚的方管；
5)酸洗脱脂：将方管浸入酸洗槽内20-30分钟脱脂，酸洗液取浓度为5％-8％的弱酸；
6)钝化处理：将酸洗后的方管用清水冲洗后放入钝化槽内4小时进行钝化处理，取浓度5％-10％的氯化钠或硝酸纳为钝化液；
7)酸洗：将钝化后的方管用清水冲洗后再次放入酸洗槽内20-30分钟，酸洗液取浓度为5％-8％的弱酸；
8)应力退火处理，将再次酸洗后的方管先用清水冲洗，然后放入真空退火炉内加热到600℃-850℃，保温1h，自然冷却至50-100℃取出；
9)表面润滑：将退火后的方管放入润滑槽内，润滑液为汽机油；
10)再次拉拔：将拉拔头再次穿过拉拔机模孔进行拉拔，此处的模孔尺寸小于步骤4中的模孔尺寸0.1-0.2mm，使方管壁厚变薄；
11)重复步骤5-步骤10，且下一次的模孔尺寸均小于上一次模孔尺寸0.1-0.2mm，使方管壁厚进一步变薄至要求尺寸；
12)检验方管外径、内径、壁厚尺寸及表面质量，若合格就将方管前端及 拉拔头切除掉；
13)用探伤仪检测方管材料内部质量，合格后包装成品即可。
2.根据权利要求1所述的小口径镍基合金无缝方管的制备方法，其特征在于：上述步骤8中，在真空退火炉内设有容纳方管的容器，将方管装入容器内并将容器两端密封后抽真空，容器内真空度达到2-5mPa,充入氩气保护。
3.根据权利要求1所述的小口径镍基合金无缝方管的制备方法，其特征在于：上述步骤9中，所述汽机油为在30号机油中加入90号汽油，且30号机油：90号汽油＝1：0.01-0.08。
4.根据权利要求1所述的小口径镍基合金无缝方管的制备方法，其特征在于：上述步骤12中，若方管表面或内腔表面有划痕，则重复步骤8后将拉拔头再次穿过最后一次应用的拉拔机模孔进行表面质量校正。
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