軸承鋼無縫鋼管的製作方法與流程

2023-05-29 05:49:06

本發明涉及鋼管加工技術領域，特別涉及一種軸承鋼無縫鋼管的製作方法。

背景技術：

軸承鋼無縫鋼管是指利用軸承鋼，通過熱軋和冷拔工藝所製得的無縫鋼管，通常用於製造滾動軸承的套圈。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不鏽軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼等。

現有的軸承鋼無縫鋼管的製作方法，通常首先對管坯進行熱軋穿孔工藝後得到管料，之後利用熱軋穿孔工藝的餘熱，對管料進行第一次打頭工藝，然後對打頭後的管料進行第一次冷拔工藝，如果需要再進行多次冷拔工藝，則要在第一次冷拔工藝後再進行第二次打頭工藝、熱處理工藝以及酸洗潤滑工藝，之後再進行後續的冷拔工藝。

由於管坯在穿孔前的熱處理工藝溫度較低，並且管坯部分內圈鋼管的壁厚通常比較厚，在利用熱軋穿孔工藝的餘熱，對管料進行第一次打頭工藝後，管料的管頭外徑仍然比較大，無法適應兩道連續的冷拔工藝，因此在每次冷拔工藝前需要再進行熱處理工藝和酸洗潤滑工藝，從而導致現有的軸承鋼無縫鋼管的生產工藝較為繁瑣，生產過程中消耗的成本較高，同時也降低了生產效率，延長了產出周期。

技術實現要素：

本發明的發明目的在於提供一種軸承鋼無縫鋼管的製作方法，以解決現有的軸承鋼無縫鋼管的製作方法的生產工藝較為繁瑣，生產過程中消耗的成本較高，同時也降低了生產效率，延長了產出周期的問題。

根據本發明的實施例，提供了一種軸承鋼無縫鋼管的製作方法，所述方法包括如下步驟：

將管坯放入環形加熱爐進行加熱；

對所述管坯進行穿孔工藝，得到具有中空截面的管料；

利用所述穿孔工藝中的餘熱，對所述管料進行第一次打頭工藝；

對所述管料進行第一次冷拔工藝；

將所述管料放入自動控溫中頻加熱爐，加熱至680℃-720℃後進行第二次打頭工藝；

對所述管料進行酸洗潤滑工藝；

連續對所述管料進行多次冷拔或冷軋工藝。

優選地，所述將管坯放入環形加熱爐進行加熱的步驟中，加熱時間為5-10秒。

優選地，所述對所述管坯進行穿孔工藝的步驟中，穿孔溫度為1100℃-1150℃。

優選地，所述對所述管坯進行穿孔工藝的步驟中，採用立式二斜輥穿孔機，並調節斜輥的軸線與軋制線之間的傾斜角至8°8′，對所述管坯進行穿孔。

具體地，所述對所述管料進行酸洗潤滑工藝包括：

對所述管料進行酸洗處理；

對酸洗後的所述管料依次進行磷化處理和皂化處理。

優選地，所述對所述管料進行酸洗的步驟中，採用酸洗液對所述管料進行酸洗處理，所述酸洗液為質量分數為18％-22％的硫酸溶液，所述酸洗液的溫度為40℃-60℃，所述酸洗處理的時間為25-40分鐘。

優選地，所述對酸洗後的所述管料進行磷化處理的步驟中，採用磷化液對所述管料進行磷化處理，所述磷化液中包含濃度為40g/L的磷酸二氫鋅以及濃度為55g/L的硝酸鋅，所述磷化液的溫度為50℃-75℃，所述磷化處理的時間為8-15分鐘。

優選地，所述對磷化處理的所述管料進行皂化處理的步驟中，採用皂化液對所述管料進行皂化處理，所述皂化液包含濃度為80g/L的硬脂酸鈉，所述皂化液的溫度為60℃-75℃，所述皂化處理的時間大於或等於5分鐘。

具體地，所述利用自動控溫中頻加熱爐，將所述管料加熱至680℃-720℃，對所述管料進行第二次打頭工藝之後，包括：

對所述管料進行球化退火工藝；

對所述管料進行薄皮處理。

具體地，所述連續對所述管料進行多次冷拔或冷軋工藝之後，包括：

對所述管料進行矯直工藝；

對矯直工藝後的所述管料進行切割工藝。

由以上技術方案可知，本發明的軸承鋼無縫鋼管的製作方法，通過在對管料進行第二次打頭工藝時，採用自動控溫中頻加熱爐對管料進行加熱，將管料的第二次打頭工藝的溫度控制在680℃-720℃，在該溫度範圍內對管料進行第二次打頭工藝，可以保證管料的金相組織不會被破壞，同時管料的管頭的過渡部分的內外表面不會產生氧化鐵皮，只有微薄的氧化色，使管料能夠適應連續的多次冷拔工藝，避免了每次冷拔工藝前需要再進行熱處理工藝和酸洗潤滑工藝的問題，從而簡化了軸承鋼無縫鋼管的製作工藝，降低了生產過程中消耗的成本，縮短了軸承鋼無縫鋼管的產出周期，提高了生產效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的軸承鋼無縫鋼管的製作方法的流程圖；

圖2為本發明實施例提供的對管料進行第二次打頭工藝之後的步驟的流程圖；

圖3為本發明實施例提供的對管料進行酸洗潤滑工藝的流程圖；

圖4為本發明實施例提供的連續對管料進行多次冷拔或冷軋工藝之後的步驟的流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

無縫鋼管是一種具有中空截面，周面上沒有接縫的鋼管，無縫鋼管與實心鋼材相比，在具有相同的抗彎、抗扭強度時，無縫鋼管的重量比實心鋼材的重量更輕，因此成本更低，廣泛用於製造結構件和機械零件，如石油鑽杆、汽車傳動軸、自行車架以及建築施工中用的鋼腳手架等零件。

軸承鋼無縫鋼管是指利用軸承鋼，通過熱軋和冷拔工藝所製得的無縫鋼管，通常用於製造滾動軸承的套圈，本發明針對現有的軸承鋼無縫鋼管的製作方法的生產工藝進行改進，以解決現有的軸承鋼無縫鋼管的製作方法的不足。

請參閱圖1，本發明提供一種軸承鋼無縫鋼管的製作方法，該方法包括如下步驟：

步驟S1、將管坯放入環形加熱爐進行加熱。

環形加熱爐具有容量大，熱均勻性好，單位燃料消耗較低和易於實現自動化操作等優點，適用於對管坯進行加熱，可一次加熱較多數量的管坯，且能保證管坯受熱均勻。

具體地，將管坯放入環形加熱爐進行加熱的步驟中，加熱時間為5-10秒，以將管坯加熱至合適的溫度，適於後續的穿孔工藝。

步驟S2、對管坯進行穿孔工藝，得到具有中空截面的管料。

具體地，對管坯進行穿孔工藝的步驟中，穿孔溫度為1100℃-1150℃，既能夠保證穿孔工藝的順利進行，又不影響穿孔機的使用壽命。

對管坯進行穿孔工藝的步驟中，採用立式二斜輥穿孔機，並調節斜輥的軸線與軋制線之間的傾斜角至8°8′，對管坯進行穿孔。

軸承鋼無縫鋼管生產的實質是將實心的管坯或鋼錠穿孔並軋製成空心斷面的鋼管，因此，穿孔工藝是軸承鋼無縫鋼管生產工藝中較為重要的步驟。

斜軋式穿孔機通常可分為盤式、菌式和輥式三種斜軋式穿孔機，管坯在上述三種斜軋式穿孔機中的變形過程的特點基本相同。

由於老式的盤式和菌式穿孔機受結構條件的限制，無法製作出大直徑的薄壁管，且齒輪傳動的部分磨損較快，導致穿孔機的修理頻繁，生產效率較低。

再者，由於老式的盤式和菌式穿孔機輥身短、變形區短，單位變形區長度上應力較大，使得穿孔過程中金屬內部會產生極大的應力，進而影響管料的質量。

此外，上述兩種穿孔機的前進角固定，使得所生產的產品的品種受到限制，因此，本實施例中選擇立式二斜輥穿孔機對對管坯進行穿孔工藝，從而能夠克服以上問題。

步驟S3、利用穿孔工藝中的餘熱，對管料進行第一次打頭工藝。

步驟S4、對管料進行第一次冷拔工藝。

步驟S5、將管料放入自動控溫中頻加熱爐，加熱至680℃-720℃後進行第二次打頭工藝。

將管料在680℃-720℃的溫度範圍內進行打頭，可以保證管料的金相組織不會被破壞，同時管料的管頭的過渡部分的內外表面不會產生氧化鐵皮，只有微薄的氧化色，可適應連續的多次冷拔工藝，避免了每次冷拔工藝前需要再進行熱處理工藝和酸洗潤滑工藝，從而簡化了軸承鋼無縫鋼管的製作工藝，降低了生產過程中消耗的成本較高，縮短了產出周期，提高了生產效率。

進一步，利用自動控溫中頻加熱爐，將管料加熱至680℃-720℃，對管料進行第二次打頭工藝之後，包括：

步驟S51、對管料進行球化退火工藝。

通過球化退火工藝，使管料的鋼鐵材料內部的層狀或網狀碳化物凝聚成為球狀，以改善鋼材的切削性能及加工塑性。

步驟S52、對管料進行薄皮處理。

步驟S6、對管料進行酸洗潤滑工藝。

具體地，對管料進行酸洗潤滑工藝包括：

步驟S61、對管料進行酸洗處理。

具體地，對管料進行酸洗的步驟中，採用酸洗液對管料進行酸洗處理，酸洗液為質量分數為18％-22％的硫酸溶液，酸洗液的溫度為40℃-60℃，酸洗處理的時間為25-40分鐘。

步驟S62、對酸洗後的管料依次進行磷化處理和皂化處理。

具體地，對酸洗後的管料進行磷化處理的步驟中，採用磷化液對管料進行磷化處理，磷化液中包含濃度為40g/L的磷酸二氫鋅以及濃度為55g/L的硝酸鋅，磷化液的溫度為50℃-75℃，磷化處理的時間為8-15分鐘。

磷化處理可使酸洗後的管材的表面形成磷化膜以強化管材的延伸性，從而降低缺陷的發生率。

具體地，對磷化處理的管料進行皂化處理的步驟中，採用皂化液對管料進行皂化處理，皂化液包含濃度為80g/L的硬脂酸鈉，皂化液的溫度為60℃-75℃，皂化處理的時間大於或等於5分鐘。

皂化處理可使磷化後的管材表面生成金屬皂等物質，這些潤滑物質與磷化膜相互結合，使管材的延伸性和各向同性得到加強，從而降低缺陷的發生率，提高成品的成材率。

步驟S7、連續對管料進行多次冷拔或冷軋工藝。

進一步，連續對管料進行多次冷拔或冷軋工藝之後，包括：

步驟S71、對管料進行矯直工藝。

由於管料在製作過程中經常會產生各種形狀缺陷，如彎曲等，通過矯直工藝可使彎曲等缺陷在外力作用下得以消除，使管料滿足生產質量的要求。

步驟S72、對矯直工藝後的管料進行切割工藝。

由以上技術方案可知，本發明的軸承鋼無縫鋼管的製作方法，通過在對管料進行第二次打頭工藝時，採用自動控溫中頻加熱爐對管料進行加熱，使得管料的第二次打頭工藝的溫度控制在680℃-720℃，可以保證管料的金相組織不會被破壞，同時管料的管頭的過渡部分的內外表面不會產生氧化鐵皮，只有微薄的氧化色，可適應連續的多次冷拔工藝，避免了每次冷拔工藝前需要再進行熱處理工藝和酸洗潤滑工藝，從而簡化了軸承鋼無縫鋼管的製作工藝，降低了生產過程中消耗的成本較高，縮短了產出周期，提高了生產效率。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這裡公開的發明後，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理並包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正範圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本發明並不局限於上面已經描述並在附圖中示出的精確結構，並且可以在不脫離其範圍進行各種修改和改變。本發明的範圍僅由所附的權利要求來限制。