不銹鋼管穿孔過程中常出現缺陷主要有:內折、前卡、中卡、后卡、鏈帶極壁厚不均等。
一、內折
不銹鋼管內折缺陷是指在鋼管內表面存在著與整體金屬熔合的緊貼著的重疊層,或存在鋼管的頭部,或存在整根不銹鋼管(guan)內,或有規律,或無規律。有此缺陷的鋼管輕者可以修磨使用,重者降級使用或報廢。
1. 主要影響(xiang)因素
a. 連鑄坯質量與內(nei)折的關系
如圖13-2照片所示(shi)的(de)(de)鑄坯試樣(yang),在管坯的(de)(de)端(duan)部(bu)縮孔嚴重(zhong)處容(rong)易形(xing)成(cheng)內折缺(que)陷。縮孔形(xing)成(cheng)的(de)(de)原因是在連鑄過程(cheng)中,在液相穴凝(ning)(ning)固(gu)(gu)末端(duan),鑄坯的(de)(de)中心凝(ning)(ning)固(gu)(gu)速(su)(su)度和表面(mian)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)速(su)(su)度相比有(you)很大(da)(da)差(cha)異(yi),由此會引起中心收(shou)(shou)縮和表面(mian)收(shou)(shou)縮的(de)(de)差(cha)異(yi),一般表現為中心的(de)(de)收(shou)(shou)縮速(su)(su)度快。凝(ning)(ning)固(gu)(gu)末端(duan)液相穴狹窄且鋼水(shui)的(de)(de)黏性(xing)較大(da)(da),如果中心收(shou)(shou)縮造成(cheng)的(de)(de)體積空隙能得到及時補充,就會在鑄坯中心形(xing)成(cheng)中心縮孔。

如果柱狀晶細小、致密,中心(xin)縮孔小且在鑄坯中心(xin)有(you)斷斷續(xu)續(xu)的(de)(de)集(ji)中疏(shu)松,這樣(yang)在鑄坯加熱(re)時端部縮孔即(ji)使氧化(hua)也比較短,形成的(de)(de)內(nei)(nei)折(zhe)集(ji)中在管(guan)端很短范圍(wei)內(nei)(nei),絕大多數(shu)可以切掉(diao)。有(you)的(de)(de)鑄坯根本就沒有(you)中心(xin)縮孔。
另外對不(bu)銹(xiu)鋼管坯進行緩冷處理,尤其是對合金鋼坯進行緩冷后,內折的降低更加明顯。
b. 軋制參數(shu)調整對內折缺陷的影響
軋輥(gun)轉(zhuan)速(su)(su)的(de)(de)(de)大(da)小(xiao)是根據鑄(zhu)坯材(cai)質、延(yan)伸系數(shu)(shu)、滑(hua)移系數(shu)(shu)及輥(gun)徑大(da)小(xiao)等(deng)多方(fang)面(mian)而設計(ji)的(de)(de)(de)。結(jie)果(guo)表明:高轉(zhuan)速(su)(su)更容易(yi)形成(cheng)內折,降低(di)(di)轉(zhuan)速(su)(su),內折相應減(jian)少。究其原因主要(yao)是增大(da)軋輥(gun)轉(zhuan)速(su)(su)將導(dao)致滑(hua)移增加(jia),也就是軸向效率(lv)降低(di)(di),管坯在咬(yao)入(ru)(ru)段(duan)旋(xuan)轉(zhuan)次(ci)數(shu)(shu)增加(jia),形成(cheng)內折的(de)(de)(de)可能性加(jia)大(da)。試驗結(jie)果(guo)確定(ding)了穿孔機(ji)的(de)(de)(de)調整方(fang)向是:使(shi)用大(da)的(de)(de)(de)咬(yao)入(ru)(ru)角(jiao)(jiao),隨著咬(yao)人角(jiao)(jiao)加(jia)大(da)管坯滑(hua)移減(jian)小(xiao),滑(hua)移的(de)(de)(de)減(jian)小(xiao)可以減(jian)少不銹鋼管坯咬(yao)入(ru)(ru)所(suo)需的(de)(de)(de)旋(xuan)轉(zhuan)次(ci)數(shu)(shu)。綜合國外廠家的(de)(de)(de)經驗,咬(yao)人角(jiao)(jiao)在10°~12°時前進效率(lv)最佳。
c. 升速(su)比(bi)的影響
采(cai)(cai)用(yong)升速(su)(su)比的作用(yong)是(shi)軋輥低速(su)(su)旋轉,有利于不銹鋼管坯平(ping)穩咬(yao)入(ru),咬(yao)入(ru)后高速(su)(su)軋制高速(su)(su)拋鋼。一般按30%設定(ding),生(sheng)(sheng)產(chan)中視軋輥磨(mo)損情況常采(cai)(cai)用(yong)的是(shi)40%或45%,實驗結果顯(xian)示:采(cai)(cai)用(yong)30%的升速(su)(su)比穿孔(kong)產(chan)生(sheng)(sheng)的內折(zhe)(zhe)量(liang)低于采(cai)(cai)用(yong)45%升速(su)(su)比穿孔(kong)產(chan)生(sheng)(sheng)的內折(zhe)(zhe)量(liang)。理論根據是(shi),在低速(su)(su)咬(yao)入(ru)階段和高速(su)(su)軋制階段,二者(zhe)速(su)(su)度差(cha)(cha)小(xiao),鑄坯的變(bian)形(xing)(xing)條件相近。也就(jiu)是(shi)說,在低速(su)(su)向高速(su)(su)轉變(bian)時,金屬(shu)流動(dong)能(neng)夠平(ping)穩過渡;若二者(zhe)速(su)(su)度差(cha)(cha)大,金屬(shu)變(bian)形(xing)(xing)產(chan)生(sheng)(sheng)波動(dong)就(jiu)容易產(chan)生(sheng)(sheng)大片內折(zhe)(zhe)。這(zhe)種內折(zhe)(zhe)常在毛管前端400~500mm處發現。
d. 頂頭預旋轉速度的影(ying)響
頂頭(tou)預旋轉(zhuan)的作用同(tong)樣(yang)是有(you)利于(yu)管(guan)坯的咬人(ren),預旋轉(zhuan)速(su)度值一(yi)(yi)般按管(guan)坯旋轉(zhuan)速(su)度的70%設定(ding)且旋轉(zhuan)方向(xiang)一(yi)(yi)致。試(shi)驗結(jie)果(guo)表明,20%預旋轉(zhuan)速(su)度產生的內折量明顯低于(yu)100%設定(ding)轉(zhuan)速(su)。
2. 內折形(xing)式
根據現場取(qu)典(dian)型試樣,并作金相分析,內折形式大(da)體(ti)上表現為端部內折和通體(ti)內折,具體(ti)如(ru)下(xia):
a. 端部內折(zhe)
主要形式(shi)為不(bu)(bu)銹鋼管(guan)端(duan)部1.5m內(nei)(nei)(nei)分散的起皮狀(zhuang)折(zhe)(zhe)(zhe)疊。形成(cheng)原因(yin)為管(guan)坯端(duan)部有露(lu)頭的中(zhong)心缺陷(xian),加熱時氧(yang)化,穿(chuan)孔時形成(cheng)折(zhe)(zhe)(zhe)疊,隨經(jing)后續(xu)變形變薄(bo)(bo),不(bu)(bu)能軋合就在管(guan)端(duan)形成(cheng)了薄(bo)(bo)片狀(zhuang)內(nei)(nei)(nei)折(zhe)(zhe)(zhe),特(te)點是分散零亂;另一種原因(yin)為軋制內(nei)(nei)(nei)折(zhe)(zhe)(zhe),特(te)點是內(nei)(nei)(nei)折(zhe)(zhe)(zhe)較集(ji)中(zhong),方向性(xing)較強(qiang)。
b. 大片內折
主要集中在低合(he)金鋼(gang)種,不銹鋼(gang)管(guan)無(wu)規分布著(zhu)4~5片鐵皮(pi),鐵皮(pi)與基體附著(zhu)力(li)不大,有內折(zhe)的鋼(gang)管(guan)經(jing)酸(suan)浸后內折(zhe)部(bu)分可以脫(tuo)落(luo)。經(jing)電鏡觀(guan)察可以看到鐵皮(pi)根部(bu)有塊狀的含鉻氧化(hua)物(wu)和氧化(hua)圓點(dian)。由此判斷此種內折(zhe)形成原因為管(guan)坯高溫(wen)加熱后,在端(duan)部(bu)內形成含鉻氧化(hua)物(wu),穿孔后即形成內折(zhe)。
c. 通體內折
小(xiao)(xiao)螺距有規(gui)律內折,形(xing)式為螺旋狀起(qi)(qi)皮,起(qi)(qi)皮大(da)小(xiao)(xiao)一(yi)(yi)般(ban)為5~10mm,厚為150~1300μm.將起(qi)(qi)皮點連線就會發現螺距較小(xiao)(xiao),一(yi)(yi)根(gen)鋼管內有幾個螺距。起(qi)(qi)皮處(chu)有輕微(wei)的氧化(hua)脫碳,組織與(yu)基體基本一(yi)(yi)致,未發現有夾(jia)雜(za)物異常。產生(sheng)的原因是頂(ding)頭破損(sun)所致。
大螺(luo)距有規律(lv)內折,形式(shi)為大螺(luo)旋狀(zhuang),特點(dian)是內折小,內折翹起(qi)的(de)方向相同(tong)。將各點(dian)連線,連線與鋼管軸線大約(yue)(yue)呈5°夾角,每個點(dian)相隔約(yue)(yue)450~500mm.
3. 形成(cheng)原因
頂(ding)頭與頂(ding)桿(gan)連(lian)接的(de)銷(xiao)子竄出(chu)(chu)劃傷(shang),或(huo)者是頂(ding)頭反錐處有粘鋼,此種內折(zhe)出(chu)(chu)現的(de)幾率非常小。
形成內(nei)折(zhe)(zhe)(zhe)的原因還有工具磨損(sun)引起(qi)的內(nei)折(zhe)(zhe)(zhe)、鑄(zhu)坯質量引起(qi)的內(nei)折(zhe)(zhe)(zhe)、軋制內(nei)折(zhe)(zhe)(zhe)。
4. 解決方向
通過以(yi)(yi)上(shang)分(fen)析可以(yi)(yi)看出,不銹(xiu)鋼管內(nei)折(zhe)除了軋(ya)制(zhi)(zhi)內(nei)折(zhe)外主要是鑄坯(pi)質量差和(he)軋(ya)制(zhi)(zhi)工具磨損引(yin)起的。因工具所(suo)致(zhi)的內(nei)折(zhe)可以(yi)(yi)避免,故攻關的重點應放在改善鑄坯(pi)的組織結構(gou)上(shang),主要方法有:
a. 增(zeng)設緩冷料(liao)架,有效釋放不銹鋼(gang)管坯(pi)內部應力;
b. 擴大鑄(zhu)(zhu)坯等(deng)軸晶率,縮短柱(zhu)狀(zhuang)晶長度,改善鑄(zhu)(zhu)坯中心(xin)疏松和中間裂紋;
c. 注(zhu)意軋制工具的(de)磨損;
d. 穿孔機調(diao)整應采用大角度(du)、低(di)轉速等調(diao)整方法。
二、 前卡(ka)
前卡又稱(cheng)不咬入,是穿孔機最常見的工藝問題,處理辦法有:將頂(ding)頭前伸量減少、減小輥距以及升(sheng)溫等。
前(qian)卡的斷面如圖(tu)(tu)13-3和圖(tu)(tu)13-4所示。

三(san)、中卡
中(zhong)卡問題(ti)不常見,多是由于(yu)電機負荷過高或管坯打滑所致。
處(chu)理(li)辦法有:避免(mian)(mian)頂頭(tou)熔化、避免(mian)(mian)軋輥磨損(sun)嚴重、防止管坯溫度(du)過(guo)低引起電機(ji)過(guo)載或管壞過(guo)燒。
四、后(hou)卡(鐮刀)
后卡常見(jian)(jian)的(de)形式有兩種,一種是管坯(pi)尾部剛剛穿透一個小孔;另一種是尾部開花(見(jian)(jian)圖13-5).
處理的辦法有(you):將頂頭前(qian)伸量增(zeng)加(jia)(jia)、增(zeng)加(jia)(jia)輥距(ju)。

五、鏈(lian)帶(dai)
鏈(lian)帶(dai)的產生(sheng)是由于金(jin)屬(shu)竄入軋輥與導盤(導板)縫隙,并且導盤的邊緣磨損(sun)鋒(feng)利,管坯表面的金(jin)屬(shu)被切削而形(xing)成的鏈(lian)袋狀。
處理的辦(ban)法有:增加導盤(pan)的穩定性、及時更換工具。
六、壁厚不均
不銹鋼管的(de)壁(bi)厚(hou)不均也是最常見的(de)質量問題,主(zhu)要形式有端部(bu)的(de)壁(bi)厚(hou)不均和通體的(de)壁(bi)厚(hou)不均。
處理的(de)辦法(fa)有:不銹鋼管坯端部(bu)要垂直、管坯的(de)加熱溫度要均(jun)勻、穿(chuan)孔(kong)機(ji)的(de)軋線要居中、軋機(ji)的(de)輥縫(feng)要對稱、定(ding)徑機(ji)的(de)軋輥安裝對稱、機(ji)架安裝到(dao)位。

