液压冷拔机主规格与拉拔直径匹配
随着钢管冷拔技术的推广,液压冷拔机的应用越来越广泛,液压油缸缸筒、石油钻井套管、抽油泵外筒、高压气瓶管等直径较大的精密钢管大多采用精密液压冷拔机制造。国内最大的液压冷拔机的吨位已达到
1000吨,而且继续向更大吨位发展。额定拉拔力(即吨位)是冷拔机的主规格,国内液压冷拔机主流产品系列型谱为
160吨、
250吨、
400吨、
600吨、
1000吨。由于冷拔钢管规格繁多,如何按照不同的产品选择合适的主规格至关重要,直接关系到投资额、生产效率、能耗、产品质量、模具管理等重要问题。本文从冷拔工艺对冷拔机要求的角度,分析冷拔机主规格与拉拔直径匹配需要考虑的因素,并推荐一种实用的配套系列。
钢管冷拔的目的主要有以下几方面:改变内外直径、减小壁厚、提高尺寸精度、提高表面光洁度、提高材料强度,这些要求在实际生产中是通过确定合理的变径量、减壁量来实现的,而且要力争达到较高的生产效率,不同规格的模具更换方便。变径量和减壁量综合体现在“断面压缩率”或“延伸率”上,这两个参数都是反应钢管的变形程度,本质上是一致的,其定义及二者关系如下:
“断面压缩率”或“延伸率”越大则钢管变形越大,生产效率越高,材料强度提高越明显,但“两率”也不能任意提高,因为“两率”越高拉拔力也越大,受冷拔机吨位限制,同时“两率”越高,钢管拔后部分的受力越大,应力一旦超过材料的屈服极限钢管就会拔断,理论分析和生产实践验证,“断面压缩率”一般不能大于20%,或“延伸率”不能大于25%。“断面压缩率”或“延伸率”也不能太小,太小则生产效率低,表面光洁度和材料强度的提高不明显,一般认为“断面压缩率”小于5%,或“延伸率”小于6.25%,冷拔工艺就不合理,失去了冷拔的意义。
因此,5≤“断面压缩率”≤20或6.25≤“延伸率”≤20,可以作为确定冷拔机主规格与拉拔直径匹配的约束条件。下面给出160吨至1000吨液压冷拔机各档最大经济直径的工艺计算表,表中钢管材料为30CrMn,每种直径计算厚壁、薄壁两种规格。