頂頭按冷卻方式來分,有內水冷、內外水冷、不水冷頂頭(穿孔過程和待軋時間內都不冷卻,主要指生產合金鋼用的鉬基頂頭):
按頂頭和頂桿的連接方式來分,有自由連接和用連接頭連接頂頭。
按水冷內孔來分,有階梯形、錐形和弧形內孔頂頭。內孔與外表面之間的壁厚有等壁和不等壁兩種。
按頂頭材質分,有碳鋼、合金鋼和鉬基頂頭。
從擴徑段分:有2段式、3段式、4段式。擴徑率小于20%用2段式頂頭,大于20%用3或4段式頂頭。
頂頭的使用壽命與哪些因素有關?
為延長頂頭的使用壽命,應通過加強冷卻水的壓力來提高頂頭在孔型中頂頭的冷卻,尤其是頂頭的前部。使用內水冷主要是為了降低頂頭內部溫度,應盡可能降到低水平,冷卻水壓應保證在10~15 bar。
影響頂頭壽命的因素:
1) 管坯材質,合金含量越高,變形抗力越大,頂頭壽命越低;
2) 頂頭化分和熱處理工藝,熱處理工藝決定頂頭壽命。
3) 頂頭直徑,一般情況下直徑越大壽命越高。
4) 穿孔時間和管坯長度,穿孔時間越長,頂頭溫度越高,頂頭越容易變形和損壞。
在穿軋碳鋼和低合金鋼時頂頭的壽命為 ~400支,用普通頂頭穿孔合金鋼管坯的壽命在10支以內。
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(1)鍛、軋:始鍛溫度1180~1145℃,終鍛溫度大于850℃,鍛后堆冷。
(2)冷熱加工:小口徑鋼管可以冷彎,彎后不需要熱處理。大口徑薄壁管可以冷彎,彎后需要做高溫回火熱處理。大口徑厚壁管則要熱彎,熱彎管的加熱溫度為980℃,終彎溫度>800℃,彎后還要進行正火加回火熱處理。
(3)熱處理:成品鋼管應經正火+回火熱處理,熱處理規范對鋼的性能影響比較敏感。推薦正火溫度980~1020℃。保溫時間按壁厚每毫米為1分鐘,但不少于20分鐘;回火溫度720~760℃,保溫時間大于2小時。當壁厚大于30mm至40mm,應進行強制冷卻;當壁厚大于40mm,應進行調質處理。淬火溫度950~990℃,回火溫度720~760℃,保溫時間大于2小時。當鋼管的終軋溫度為980~1020℃的正火溫度時,可以熱軋代替正火。成品鋼管經熱處理后的正常組織為鐵素體+珠光體+貝氏體,正火后回火加熱溫度過高會出現不允許存在的相變點間產物-黃塊馬氏體,回火溫度為低易產生脆化傾向。
(4)焊接工藝
焊接材料:可用手工焊、氣體保護鎢極和熔化極自動焊或埋弧自動焊等。對于小口徑薄壁過高可采用弧焊打底,手工焊或自動焊蓋面,對于鍋爐集箱用大厚壁大口徑過高的環焊縫可采用弧焊打底,埋弧自動焊蓋面,而管座焊縫可采用內孔弧焊打底手工焊蓋面等方法進行焊接。手工電弧焊采用E5515-B2-V(R317)焊條,自動焊采用H08CrMoV焊絲。該鋼雖有良好的可焊性,但有冷裂和脆硬傾向,焊前應經200~250℃預熱(小口徑薄壁該鋼焊前可不預熱),焊后應經700~740℃消除應力熱處理。
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管坯加熱速度:
① 管坯加熱速度的大小與管坯加熱裂紋的產生密切相關。當管坯入爐后,若加熱爐的爐溫太高或管坯在加熱爐中的加熱速度太快時,則管坯容易產生加熱裂紋。
② 管坯產生加熱裂紋的主要原因:當管坯表面的T↑,管坯內部的金屬和與表面的金屬產生了溫差,導致金屬熱膨脹不一致而產生熱應力,一旦此熱應力超過材料的斷裂作用應力,管坯就會產生加熱裂紋,一般情況下,管坯在低溫階段快速加熱時,產生加熱裂紋的可能性較大,合金鋼的導熱系數較碳鋼低,因而合金鋼管坯產生加熱裂紋的傾向性更大,為此,應降低合金鋼管坯的加熱速度。
③ 管坯加熱裂紋還與管坯的直徑大小有關:管坯直徑越大,管坯產生加熱裂紋的傾向性增大,因此,當加熱大直徑的管坯時,在低溫階段采用較低的加熱速度。
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