一种无缝钢管及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113600637A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110732065.5(22)申请日2021.06.30(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人黄进峰张津李然赵超张诚连勇靳鹏飞(74)专利代理机构北京柏杉松知识产权代理事务所(普通合伙)11413代理人刘继富王春伟(51)Int.Cl.B21C37/06(2006.01)权利要求书2页说明书12页(54)发明名称一种无缝钢管及其制备方法(57)摘要本申请提供了一种无缝钢管及其制备方法，通过对棒坯的穿孔工艺参数、抛磨机的磨头、荒管冷轧工艺、冷轧管机的管坯固定装置、芯棒基体和表面的硬度、半成品管的热处理工艺、半成品管的自动校直工艺以及穿孔机的顶头和顶杆等作出改进，再将生产无缝钢管的各个工序进行有效集成，形成了一种厚壁小孔无缝钢管的制备方法。通过该制备方法生产厚壁小孔无缝钢管，能够大大缩短生产流程和生产周期，有效提高生产效率、节省人工及原料成本；生产过程中杜绝了传统的酸洗流程，从而避免对环境的污染。并且通过该制备方法生产得到的厚壁小孔无缝钢管，内外壁尺寸精度高、粗糙度低、平直度好。CN113600637ACN113600637A权利要求书1/2页1.一种无缝钢管的制备方法，其包括以下步骤：(1)通过穿孔机将棒坯穿孔得到荒管，或深孔机加工棒材得到荒管；其中，通过穿孔机将棒坯穿孔得到荒管时，穿孔工艺中咬入角β为2‑4°、轧辊倾斜角为8‑15°、轧辊转速为60‑100r/min、孔型椭圆度系数ζ为1.05‑1.16，荒管内径D0为20‑55mm，荒管壁厚δm为10‑18mm；(2)采用机械方式去除所述荒管外表面的氧化皮，通过抛磨机对所述荒管的内孔进行抛磨处理；其中，所述抛磨机的金刚石磨头中磨体的粒度标记为M28‑M50；(3)在冷轧管机上设置管坯固定装置，通过所述冷轧管机将所述荒管冷轧成型得到半成品管，同时通过气缸装置利用气流清除所述半成品管内孔的油污并定尺切割；其中，将所述荒管冷轧成型时，每道次减径比为30‑45％，每道次减壁比为20‑40％，轧制速度为50‑100次/min，所述荒管的送进量为1.5‑3.5mm/次；所述冷轧管机的芯棒基体的维氏硬度≥540HV，对所述芯棒基体进行表面强化处理，使芯棒表面的维氏硬度≥800HV；(4)对所述半成品管进行热处理；(5)设定自动点校机的接触式探头的压力范围及内孔平直度参数，利用所述接触式探头检测所述半成品管的弯曲点位置，通过所述自动点校机依次自动校直所述弯曲点位置，再次检测已校直的所述弯曲点位置，合格后，完成校直；(6)对所述半成品管进行无损探伤检测，合格后在线自动喷码，包装，即得到所述无缝钢管。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述穿孔机的顶头的材料包括高性能热模钢或钼基合金中的任一种，所述穿孔机的顶杆的材料包括耐热高强钢。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述机械方式包括抛磨或刮削辊压。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述管坯固定装置包括液压卡盘或随动套筒中的任一种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，当棒坯的材质为低合金钢、中合金钢或调质钢时，所述热处理包括以下步骤：(a)将所述半成品管置于真空热处理炉内，密闭炉门后，预抽真空使真空度V≤10‑1MPa，并通入保护气体；(b)以0‑15℃/min的速度升炉温至轧后回火温度T2，保温2‑6h；其中，所述轧后回火温度T2与调质回火温度T1之间满足：‑50℃≤T1‑T2≤50℃，所述调质回火温度T1为500‑650℃；(c)通入常温的保护气体，待所述半成品管冷却至常温且所述真空热处理炉内气压与外界大气压一致后取出。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，当棒坯的材质为低合金钢、中合金钢或调质钢时，在步骤(3)之前，所述制备方法还包括对所述荒管进行调质处理，所述调质处理包括以下步骤：在800‑1000℃保温0.5‑1.5h后，快速冷却至80‑120℃，再加热至调质回火温度T1保温2‑6h后空冷至常温。2CN113600637A权利要求书2/2页7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述保护气体包括氩气、氦气或氮气中的至少一种。8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，当棒坯的材质为奥氏体钢时，所述热处理包括以下步骤：将所述半成品管置于真空热处理炉内，于900‑1200℃下，在氢气或氨分解气氛中进行光亮热处理，保温时间为5‑30min。9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述无损探伤包括射线探伤、磁粉探伤或超声波探伤中的至少一种。10.一种根据权利要求1‑9中任一项所述的制备方法制得的无缝钢管。11.根据权利