碳鋼無縫彎頭推制工藝及成型過程

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最后更新：	2017-04-19 15:39
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公司基本資料信息

詳細說明

推制是利用合適的芯棒通過中頻加熱，邊推邊成型的工藝方法。該碳鋼無縫彎頭工藝在成型過程中存在擴管過程，彎頭的內弧壁厚較難保證。工藝流程為：下料一裝料一中頻加熱一推制一校口一半成品檢驗一熱處理一機加工一成品檢驗一油漆包裝。推制彎頭幾何形狀的主參數有曲率半徑、與曲率半徑圓垂直的截面不圓度及壁厚。
影響碳鋼彎頭幾何形狀的工藝參數有：推制用坯料的材質、壁厚和外徑、芯棒頭的材質及形狀、加熱溫度及其分布以及推進速度。下面分別討論各工藝參數對推制彎頭幾何形狀的影響。
(1)推制彎頭用坯料的材質、壁厚和外徑對碳鋼無縫彎頭幾何形狀的影響火力發電行業常用推制彎頭的材質有WB36和A335P22等。WB36的高溫強度小于A335P22的高溫強度，WB36的高溫塑性小于A335P22的高溫塑性，WB36的導熱系數小于A335P22的導熱系數。故在坯料外徑、壁厚及芯棒頭形狀尺寸相同的情況下，WB36與模具的貼合性能小于A335P22.推制彎頭需要正火+回火熱處理、機加工端口，壁厚需留有燒損及機加工余量。一般余量為彎頭理論壁厚的10%~20%。彎頭壁厚b與截面直徑D比值越小，與模具的貼合性能越好，但彎頭內弧越容易失穩起皺。根據金屬在塑性變形時體積不變、推制成形時壁厚不變(實際微減薄)、彎頭外弧長度與管坯長度相等的特點。
如果實際選用的管坯外徑比理論計算得到的管坯外徑值小，與模具貼合性能好，但彎頭內弧容易失穩起皺。如果實際選用的管坯外徑比理論計算得到的管坯外徑值大，結果則正好相反。
(2)溫度及其分布對無縫碳鋼彎頭幾何形狀的影響。加熱溫度是一個重要的工藝參數，由中頻電源功率調節直接控制。對于碳鋼和合金鋼，加熱溫度的確定原則是材質奧氏體化溫度以上，且推制時彎頭內壁主壓應力小于材料在此溫度下的屈服極限。材質奧氏體化溫度越高，加熱溫度越高；材質高溫屈服極限越高，加熱溫度越高。中頻感應加熱，WB36鋼的最高溫度為850-900℃A335P22鋼為900-950℃A335P91材質的加熱溫度最高點為900-1000℃。測溫方式為固定式遠紅外測溫儀和手動式遠紅外測溫儀相結合。溫度分布是一個重要的工藝參數，由感應圈形狀及感應圈與芯棒頭相對位置直接控制。感應圈形狀是主要因素，感應圈與芯棒頭相對位置是次要因素。溫度沿芯棒頭軸向分布規律為低、中、高、中，溫度沿芯棒頭徑向分布規律為低、中、高。加熱溫度高，推制彎頭壁厚增大。
(3)芯棒頭的材質及形狀對推制彎頭幾何形狀的影響芯棒頭材質及形狀是一個重要的工藝參數，由設計及制造直接控制。
芯棒頭材質一般有ZG1Cr18Ni9Ti，ZG3Cr20Ni14，ZG1Cr25Ni20Si2，ZGOCr20Ni25等，高溫強度及耐磨性逐漸升高，價格也是相應升高。如果是小批量生產，可以選擇ZG1Crl$Ni9Ti，ZG3Cr20Ni14；如果是大批量生產，應選擇ZG3Cr25Ni20Sit、ZGOCr20Ni25，但ZGOCr20Ni25價格太高，故這次試驗芯棒頭材質選用了ZG1Cr25Ni20Sit。芯棒頭按曲率半徑分為單曲率、雙曲率和多曲率三種。單曲率、雙曲率、多曲率芯棒，推力逐漸減小，制作成本逐漸升高。本次試驗選雙曲率芯棒。
按截面形狀分為圓截面和橢圓截面兩種，圓截面制作簡單，成本低，但推制彎頭的橢圓度及減薄率過大；橢圓截面制作復雜，成本高，但推制彎頭的橢圓度及減薄率小。有整形段芯棒制作復雜，成本高，使用時間長；無整形段芯棒制作簡單，成本低，但前端磨損快。按芯棒頭角度分為60“和900兩種，900芯棒多用于火焰加熱。
(4)推進速度對推制彎頭幾何形狀的影響推進速度作為一個重要的工藝參數，由液壓系統流量調節直接控制。推進速度的確定原則是彎頭內壁主壓應力小于材料在此溫度下的屈服極限，彎頭外壁伸長率小于材料在此溫度下的最大伸長率。材質透熱系數、磁導率及中頻功率大，推進速度快。推進速度快，生產率提高，但推制彎頭的壁厚減薄率增大。
推制工藝成本低。但無法滿足碳鋼彎頭內徑最小壁厚的要求。根據D5054-2006《火力發電廠汽水管道應力計算技術規定》，彎頭任意一點的實測壁厚不得小于直管最小壁厚。在供熱行業和火力發電廠里推制彎頭都有一定的應用。
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