不锈钢管 穿（扩）孔工艺的选择及生产操作过程

不锈钢管挤压时，使用的空心坯可以由以下三种方法获得：

 1. 在实心坯料上，直接钻一个直径比挤压芯棒直径略大的孔。这种方法用于得到直径为50mm以下的孔。

 2. 在实心坯料上，先预钻一个直径为20~30mm的小孔，然后在扩孔机上将孔扩大到指定的尺寸。这种方法用于得到50~100mm的孔。

 3. 实心坯料在穿孔机上直接穿孔，得到所要求尺寸的孔。这种方法用于大于100mm的孔。

 无论以何种方法获得的空心坯料，其主要的质量指标是空心坏料的同心度及其内孔的弯曲度。在坯料进行穿孔或扩孔时，影响穿孔空心坯同心度和内孔看曲度的，同时也是影响其挤压不锈钢管壁厚均匀度极限值的参数，主要是坯料的长度L_z,与其内孔的直径d_g的比值。一般情况下，为了确保空心坯的同心度和挤压管壁厚均匀度的极限值，将参数L_z/d_g限制在一定范围内。实心坯料穿孔时，L_z/d_g=5~7(碳素钢7, 不锈钢5~6);空心坯料扩孔时，L_z/d_g=10~12(最大L_z/d_g可达到15)。

 L_z/d_g比值的选择主要取决于材料的变形抗力以及对挤压钢管壁厚精度的要求。1Cr18N10Ti不锈钢坯料穿孔后空心坯壁厚不均影响的试验结果显示，随着L_z/d_g的比值从4.4增大至6.1,穿孔后空心坯的壁厚不均增大15%.根据奥地利原VEW公司在34MN挤压机上所得到的数据，空心坯的获得方法对不锈钢挤压钢管壁厚均匀度的影响示于图2-23。由图2-23可知，扩孔工艺比穿孔工艺具有更高的空心坯壁厚精度。

 55MN挤压机上，采用ф210mm、ф280mm和ф315mm 挤压筒时的芯棒直径空心坯长度之间的关系示于图2-24。图中有细线的区域表示可能的芯棒直径与空心坯的长度的比值。采用坯料的孔工艺，将使这个区域向较小的空心坯长度方面明显地缩小。在许多情况下，不锈钢管缩小到一半。不锈钢管坯料在穿孔和扩孔时，必须满足以下条件：在一次行程中，孔的扩大不应超过5倍；扩孔时的延伸系数不应超过1.45;穿孔时的延伸系数不应超过1.60。

采用扩孔工艺的效果随着穿孔机吨位或扩孔芯棒直径的减小而增加。在这种情况下，扩孔工艺可以用到挤压筒的整个长度扩孔头扩孔的坯料。所以，对于10~25MN挤压机的挤压穿孔芯棒穿孔车间，立式穿（扩）孔机的选择应该是更简单的扩孔机，而不是穿孔机。对于直径超过150mm的孔，采用扩孔工艺是不合适的，因为这就需要使坯料的钻孔直径超过35mm,因而增加了金属消耗，或者是需要进行2次扩孔。其结果是使挤压生产线的部分设备闲置，降低了整条生产线的生产的影响效率。

 最直接影响穿（扩）孔坯料同心度的因素是穿（扩）孔坯料与穿（扩）孔筒内衬之间的间隙。穿孔时，由于实心坯料在穿孔筒内预先经过镦粗工序，因此当镦粗坏料的镦粗变形程度足够时，镦粗后坯料与穿孔筒内衬的牙孔和扩孔工艺之间的间隙，基本上应等于零，在这种情况下，穿孔坯料与穿孔筒内衬之间的间隙对于穿孔后空心坯同心度的影响非常小。而当扩孔时，由于预钻孔坯料在扩孔筒内不进行预先镦粗，因此，当预钻孔坯料进行扩孔时，预钻孔空心坯料外径与扩孔筒内衬之间的间隙使扩孔过程的稳定性降低，因而直接影响到扩孔后空心坯的同心度。在扩孔时，对于坯料与扩孔筒内衬之间的间隙应当特别引起注意，并且应尽可能地做到最小，且做到精确。这是确保扩孔后空心坯同心度的关键。

 另外，有资料认为碳钢和低合金钢穿孔时的延伸系数不应大于1.6,不锈钢管不应超过1.5,而扩孔时不锈钢管的延伸系数不应大于1.3。图2-23所示为空心坯获得方法对不锈钢挤压管壁厚均匀度的影响。坯料直径为229mm,穿孔芯棒和扩孔头的直径为112mm。前者 L_z/d_g,≈5,生产的不锈钢管规格为 ф127mm x10mm;后者L_z/d_g,≈6,生产的不锈钢管规格为ф127mmx4mm。图2-24所示为55MN 挤压机210mm、280mm和315mm挤压筒的芯棒直径和空心坯长度之间的关系。