CN110964894A - 一种锚杆用外螺纹钢管的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，所述锚杆用外螺纹钢管的制备工艺包括：步骤一，将圆管坯经热穿孔和减径减壁连轧工序制成圆形工件；步骤二，将工件加热到工艺要求温度后进入保温电炉中保温均化，然后进入外螺纹三辊熱轧成型装置的加工位后轧制；步骤三，将轧制后的工件经淬火、冷却、除水后再进行回火调质得到成品，其中步骤二和步骤三中各工序使用辊轮组带动工件前进完成上料动作，调质步骤中辊轮组内的辊轮与工件前进方向呈30°~60°的夹角。通过上述方式，本发明能够在明显提高锚杆用外螺纹钢管的成型质量的同时有效的防止工件在重力作用下弯曲变形，免除了传统生产中的精整校直工序，降低了生产线的投资。
Description
技术领域
本发明涉及异型钢管生产领域，特别是涉及一种锚杆用外螺纹钢管的制备工艺。
背景技术
锚杆作为一种外螺纹钢管常用的生产工艺一般包括管坯制作、外螺纹成型和调质和精整校直才能得到满意的产品，整个生产过程流程比较长，涉及的设备类型比较多，投资额度较大。而且在实际生产中还发现钢管在外螺纹成型步骤中先使用高频感应器快速加热钢管后再直接使用三辊成型装置轧制外螺纹时有时会出现外螺纹轧制不合格，导致锚杆在使用中达不到要求锚固时的摩擦力要求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，能够提高锚杆生产效率和产品质量。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，所述锚杆用外螺纹钢管的制备工艺包括以下步骤：
步骤一 制管 将圆管坯经热穿孔和减径减壁连轧工序制成圆形工件；
步骤二 成型 将步骤一得到的工件转移到外螺纹成型生产线上，所述工件经成型用超音频感应加热线圈加热到工艺要求温度后进入保温电炉中保温均化，所述工件在保温均化结束后进入外螺纹三辊熱轧成型装置的加工位后得到外表面轧制出规则的外螺纹的工件；
步骤三 调质 将步骤二得到的工件经淬火用超音频感应加热线圈加热至临界淬火温度然后使用冷却水快速降温，降温后的工件经除水装置去除工件内外水渍后再经回火用高频感应线圈回火调质，回火之后冷却至常温。
所述步骤二和步骤三中各工序使用辊轮组带动工件前进完成上料动作，其中步骤三中使用的辊轮组中的辊轮与工件前进方向呈30°~60°的夹角。
在本发明一个较佳实施例中，所述辊轮组中任意两个相邻的辊轮之间的距离不超过工件长度的1/3。
在本发明一个较佳实施例中，所述保温电炉的保温均化时间不小于3min。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤二中成型用超音频感应加热线圈工件的温度为820℃~840℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤三中的淬火温度为850±5°。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤三中水冷淬火的冷却方式是在工件前进方向上设置环形水冷圈，所述水冷圈向工件外表面喷洒冷却水。
在本发明一个较佳实施例中，所述水冷圈中冷却水的喷洒方向与工件之间夹角为45°~75°。
在本发明一个较佳实施例中，所述冷却水的温度为25°~30°。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤三中除水装置为高压气套。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤三中回火温度为350°~360°。
本发明的有益效果是：本发明的技术方案是采用流水线的方式完成锚杆用外螺纹钢管的生产，与常规外螺纹类异型钢管生产相比本技术方案的最大不同主要有两点一个是在成型步骤中在加热之后成型之前添加了电炉保温工序，提高钢管加热的均一稳定性，经实测保温后的钢管内外温差在±2内，明显提高外螺纹的成型质量，第二个不同点是所述锚杆用外螺纹钢管成型之后在调质阶段的上料方式是使用倾斜辊轮带动上料，倾斜辊轮转动时一方面可以带动所述锚杆用外螺纹钢管纵向直线前进，另一方面还具有一个横向推动力，促使所述锚杆用外螺纹钢管不停转动，这种运动模式既可以保证淬火和冷却时均匀受热和冷却，得到理想的金相组织又非常有效的防止工件在重力作用下弯曲变形，免除了传统生产中的精整校直工序，降低了生产线的投资。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的成型生产线布置示意图；
图2是本发明一较佳实施例的调质生产线布置示意图；
图3是调质生产线中的辊轮传送原理示意图；
附图中各部件的标记如下：
1.圆钢管、2.外螺纹钢管、3.成型用超音频感应加热线圈、4.淬火用超音频感应加热线圈、5.回火高频加热线圈、6.保温电炉、7.三辊熱轧成型装置、8.水冷圈、9.高压气套、10、斜辊轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1、图2和图3，本发明实施例包括：
一种锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，所述锚杆用外螺纹钢管的制备工艺包括以下步骤：
步骤一 制管 将圆管坯经热穿孔和减径减壁连轧工序制成圆钢管1；
步骤二 成型 将步骤一得到的圆钢管1转移到外螺纹成型生产线上，所述圆钢管1经成型用超音频感应加热线圈3加热到工艺要求温度后进入保温电炉6中保温均化，所述圆钢管1在保温均化结束后进入外螺纹三辊熱轧成型装置7的加工位后得到外螺纹钢管2，此处保温电炉6的保温工序，可以提高钢管加热的均一稳定性，经实测保温后的钢管内外温差在±2内，与未加电炉6保温相比明显提高外螺纹的成型质量；
步骤三 调质 将步骤二得到的外螺纹钢管2经淬火用超音频感应加热线圈4加热至临界淬火温度然后使用温度为25°~30°的冷却水快速降温，降温后的外螺纹钢管2经除水装置去除工件内外水渍后再经回火用高频感应线圈中温回火调质，回火之后冷却至常温。
所述步骤二和步骤三中各工序使用辊轮组带动工件前进完成上料动作，所述辊轮组中任意两个相邻的辊轮10之间的距离不超过工件长度的1/3，如果辊轮10之间距离太长，则容易出现钢管在运送过程中因为着力点不够，导致钢管重力作用下向下倾斜，导致不能正好进入工位。
其中步骤三中使用的辊轮组中的辊轮10与工件前进方向呈30°~60°的夹角，由于辊轮10与工件前进方向并不垂直，所以当辊轮10旋转时所述辊轮10与所述外螺纹钢管2之间产生的摩擦力经分解可以转化为带动所述外螺纹钢管2沿生产线方向前进的推动力和与所述前进方向垂直的推动力，所述与前进垂直的推动力推动所述外螺纹钢管2做自旋运动，这种运动模式可以保证淬火和冷却时均匀受热和冷却，从而得到理想的金相组织又能非常有效的防止外螺纹钢管2在重力作用下弯曲变形，从而降低了后道精整调直工序的压力，甚至可以取代精整调直工序。
所述步骤二中所述保温电炉6的保温均化时间不小于通过调整辊轮10的上料速度保证圆钢管1在保温电炉6中停留的总时间不小于3min，以保证整个钢管1热透内外温度均匀，防止后续使用三辊熱轧成型装置7制作外螺纹时因为内外温度不均导致冷却收缩时螺纹变形产生废品。
因为在钢的各种金相组织中，以奥氏体的密度最高，比体积最小，线膨胀系数最大，而钢的淬火就是将钢加热到临界温度以上使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷进行马氏体转变的热处理工艺，所以所述步骤二中成型用超音频感应加热线圈3加热圆钢管1的温度为820℃~840℃，不能超过所用材料的奥氏体转化临界温度，也就是所述步骤三中的淬火温度为：850±5°。，
所述步骤三中水冷淬火的冷却方式是在工件前进方向上设置环形水冷圈8，所述水冷圈8向外螺纹钢管2的外表面的周围同时喷洒冷却水。所述水冷圈8中冷却水的喷洒方向与外螺纹钢管2之间夹角为45°~75°，所述水冷圈的流量高达120升/min可以有效的快速冷却整个外螺纹钢管2。
所述步骤三中除水工序使用的除水方式是沿所述外螺纹钢管2前进方向设置高压气套9，所述高压气套9环绕所述外螺纹光管2喷出压缩空气，利用压缩空气将多余水渍从外螺纹钢管2上刮除，否则水渍会影响后续回火处理的效果，导致所述外螺纹钢管2的表面硬度不均匀。
所述步骤三中回火温度为350°~360°，使用此温度的目的是在钢材内部形成回火托氏体，提高所述外螺纹钢管2的的弹性极限、屈服硬度和屈强比的同时具有一定的塑性和韧性。
经过上述工艺步骤处理后得到的外螺纹钢管2的金相组织好，截面硬度均匀，HRC控制在30~34之间，拉升强度≥720MPa，整体质量很稳定，而且在不进行进行精整校直的情况下即可达到工艺要求的直度，可以满足锚杆使用的性能要求。而且整个工艺流程与传统工艺流程相比减少了降低了精整校直工序的设备投资，提高了整体效益。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述锚杆用外螺纹钢管的制备工艺包括以下步骤：
步骤一 制管 将圆管坯经热穿孔和减径减壁连轧工序制成圆形工件；
步骤二 成型 将步骤一得到的工件转移到外螺纹成型生产线上，所述工件经成型用超音频感应加热线圈加热到工艺要求温度后进入保温电炉中保温均化，所述工件在保温均化结束后进入外螺纹三辊熱轧成型装置的加工位后得到外表面轧制出规则的外螺纹的工件；
步骤三 调质 将步骤二得到的工件经淬火用超音频感应加热线圈加热至临界淬火温度然后使用冷却水快速降温，降温后的工件经除水装置去除工件内外水渍后再经回火用高频感应线圈回火调质，回火之后冷却至常温；所述步骤二和步骤三中各工序使用辊轮组带动工件前进完成上料动作，其中步骤三中辊轮组的辊轮与工件前进方向呈30°~60°的夹角。
2.根据权利要求1所述的锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述辊轮组中任意两个相邻的辊轮之间的距离不超过工件长度的1/3。
3.根据权利要求1所述的锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述保温电炉的保温均化时间不小于3min。
4.根据权利要求1所述的锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述步骤二中成型用超音频感应加热线圈加热工件的温度为820℃~840℃。
5.根据权利要求1所述的锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中的淬火温度为850±5°。
6.根据权利要求1所述的锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中水冷淬火的冷却方式是在工件前进方向上设置环形水冷圈，所述水冷圈向工件外表面喷洒冷却水。
7.根据权利要求6所述的锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述水冷圈中冷却水的喷洒方向与工件之间夹角为45°~75°。
8.根据权利要求1所述的锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述冷却水的温度为25°~30°。
9.根据权利要求1所述的锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中除水装置为高压气套。
10.根据权利要求1所述的锚杆用外螺纹钢管的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中回火温度为350°~360°。
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