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無縫鋼管生產過程中管坯的咬入條件是什么

2018-08-21   來源:   點擊數:45次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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   中國無縫管網報道的消息:TA18(Ti-3Al-2.5V)鈦合金是從TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金演變而來的低鋁當量近α型的α+β型鈦合金。斜軋穿孔過程存在著兩次咬入,第一次咬入是管坯和軋輥開始接觸瞬間,由軋輥帶動管坯運動而把管坯曳入變形區中,稱為一次咬入。當金屬進入變形區到和頂頭相遇,克服頂頭的軸向阻力繼續進入變形區為二次咬入。
  
  一般滿足了一次咬入的條件并不見得就能滿足二次咬入條件。在生產中我們常常看到,二次咬入時由于軸向阻力作用,前進運動停止而旋轉繼續著即打滑。
  
  1) 一次咬入條件
  
  一次咬入既要滿足管坯旋轉條件又要滿足軸向前進條件。
  
  管坯旋轉條件下式確定:
  
  Mt≥Mp+Mq+Mi
  
  式中Mt-使管坯旋轉的總力矩;
  
  Mp—由于壓力產生的阻止坯料旋轉力矩
  
  Mq—由于推料機推力而在管坯后端產生的摩擦力矩
  
  Mi—管坯旋轉的慣性矩
  
  如果忽略Mq、 Mi(值很小)則一般的表達式為:
  
  n(Mt + Mp)≥0 (n—軋輥數) (6)
  
  前進咬入條件是指管坯軸向力平衡條件,也就是,曳入管坯的軸向力應大于或等于軸向阻力,其表達式為:
  
  n(Tx-Px)+P′ ≥0 (7)
  
  式中: Tx—每個軋輥作用在管坯上的軸向摩擦力
  
  Px--每個軋輥作用在管坯上正壓力軸向分量
  
  P′—后推力 (一般為零)
  
  2) 二次咬入條件
  
  二次咬入中旋轉條件比一次咬入增加了一項頂頭/頂桿系統的慣性阻力矩,其值很小。因此二次咬入旋轉條件,基本和一次咬入相同。二次咬入的關鍵是前進條件。
  
  二次咬入時軸向力的平衡條件:
  
  n(Tx-Px)-Q′≥0
  
  式中:Q′—頂頭鼻部的軸向阻力 它不僅具有良好的室溫、高溫力學性能和耐腐蝕性能,而且具有優異的冷、熱加工工藝塑性、成形性、焊接性能和抗腐蝕性能等,TA18鈦合金管材廣泛應用于飛機發動機液壓和燃油管路系統,自行車三角架和手把、高爾夫球桿、釣魚竿,石油鉆井用套管及熱交換器管等。
  
  中國無縫管網報道的消息:某批TA18鈦合金管材在從斷面Φ70mm×8mm冷軋至Φ55mm×6mm的過程中出現大量的開裂,宏觀觀察裂紋沿著管體縱向局部分布,管體表面沒有明顯劃傷的痕跡,裂紋穿透了管壁,形成穿透型裂紋,導致該批管材60%報廢。為了查明該TA18合金管材冷軋開裂原因,在典型的開裂部位和正常部位上取樣,分析化學成分、顯微組織、斷口形貌和組織的顯微硬度,并對開裂原因進行分析研究。
  
  在斷口開裂部位和正常部位分別取樣3個,采用ICP全譜直讀光譜儀和TC-600氧氮分析儀測定其化學成分。在開裂部位以及正常部位分別取縱向和橫向金相試樣,侵蝕劑(體積比)為:氫氟酸∶硝酸∶水=1∶4∶45,采用LeicaMM-6型光學顯微鏡觀察其微觀組織。在開裂部位取樣,在JEOLJSM-5610LV掃描電子顯微鏡觀察開裂斷面的表面形貌。在開裂部位和正常部位分別取金相試樣3個,利用HMV-2T島津顯微硬度計在金相試樣上測試均勻5點處硬度,測試條件為9.8N/30s。
  
  TA18鈦合金管材冷軋開裂部位和正常部位的成分分析中發現了Fe元素含量的超標和O元素含量接近標準上限。顯微組織檢驗發現正常部位的組織為等軸組織,開裂部位的橫向組織中β相彌散分布在α相中,縱向組織中發現晶粒粗大,有向魏氏組織轉變的傾向。顯微鏡觀察開裂斷面為沿晶脆性斷裂。硬度檢驗結果顯示開裂部位的維氏硬度平均值比正常部位的高出15%。
  
  中國無縫管網報道的消息:試驗結果表明,TA18鈦合金在熔煉過程中添加鐵釘,它在混布料過程中未能均勻分布,造成電極中的Fe含量不均勻,最終導致熔煉鑄錠中Fe的局部偏析。由于Fe偏析,將導致該區域內的顯微硬度值比基體偏高15%左右,形成硬化塊,它是導致其后續的冷軋管材開裂的主要原因。
  
  
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