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1、油缸用20钢高强度精轧管的开发冷传瑞摘要：介绍了用LD60三辊冷轧管机生产油缸用20钢高强度精轧管的生产工艺，分析了影响管材表面粗糙度和性能的各种因素。关键词：高强度精轧管；粗糙度；20钢；生产工艺；油缸Development of high strength finish tube of 20 steel for oil cylinderLENG Chuan-rui(Wanli Steel Tubes Co.,Ltd,Chengde Iron & Steel(Group)Co.,Chengde 067002,China)Abstract:The process of producing hi
2、gh strength finish tube of 20 steel for oil cylinder by LD60 three-high cold tube mill is introduced The influence factors on facial coarseness and properties of tube are discussed.Key words:high strength finish tube;coarseness;20 steel;production process;oil cylinder1前言随着液压机械的广泛应用，特别是千斤顶行业的蓬勃发展，油缸用
3、管材市场的需求量在逐年增加。但是，所用钢种基本上是35钢和45钢，要求具有较高的强度和几何尺寸，表面粗糙度要求达到Ra=0.8m以下，生产难度很大。此外，一些用焊接方法生产千斤顶的厂家，由于中碳钢含碳量较高，焊接时易产生气孔，且有淬硬和冷裂倾向，造成产品焊接后一次合格率较低，给生产带来一定难度。为此，根据承德万利钢管有限公司生产的钢中含微量钒、钛等元素，产品强度高，易焊接等优势，利用20钢研制生产了油缸用高强度精轧管材。2产品技术要求（1）内径尺寸：1830mm公差带0+0.084mm;（2）外径尺寸：3040mm公差带0.15mm;（3）同轴度：0.15mm;（4）内表面粗糙度：Ra0.8m
4、;（5）外表面粗糙度：Ra=1.6m;（6）直线度：1.5:1000;（7）力学性能：b590MPa,54%；（8）交货状态：冷加工/硬状态3产品试制工艺20钢精密油缸管材的试制是在LD60三辊冷轧管机上进行的，以75mm管坯为原料，经76mm无缝机组穿孔，轧制成76mm6.5mm的无缝荒管，经冷拔或二辊冷轧后加工成42mm4.5mm的管材，供LD60三辊冷轧管机轧制在试制过程中，采用了各种不同的变形量和减壁量及不同的酸洗、润滑方式，并采用了小间隙、小减径、小送进、多减壁的工作制度，经多次小批量试验，取得了一定的经验和数据，在此基础上确定了工艺流程，见图1。图1工艺流程图整个生产过程中须严格质
5、量管理，内表面不得出现划伤、凹坑锈蚀等缺陷，并保持内表面清洁无异物。3试制结果及分析3.1产品的几何尺寸产品的几何尺寸见表1。由表1可以看出，几何尺寸完全符合GB8713-88的技术要求。表1产品标准与实物质量mm标准与实物外径外径允许偏差内径内径允许偏差弯曲度壁厚不均度/%GB8713-8830400.151830+0.0841.5:1000最小名义壁厚的100实物(x)380.0530+0.0600.82:10004.050影响几何尺寸精度的因素很多，如管料的原始尺寸精度、设备条件、变形参数及应力状态等。在诸多因素中，最根本的是要在较强压应力作用下保证管材变形的均匀性。为了保证直线度和圆度
6、，将壁厚极差控制在0.150.30mm甚至更低。3.2表面粗糙度Ra管材内表面粗糙度Ra是精密油缸管材内在质量的关键指标之一，也是用户关心能否使用的重要特性值。为此，通过提高管材轧制时内表面变形量，辅以良好的变形工具及酸洗润滑，使管材内表面粗糙度达到Ra0.8m的技术要求。3.2.1变形工具表面质量对管材表面质量的影响变形工具表面粗糙度对管材表面粗糙度的影响较大，这是由于变形工具表面粗糙度影响了润滑剂的运动特性。从而引起管材轧制时内表面变形量减少。3.2.2原料表面粗糙度对轧后管材表面粗糙度的影响当轧制变形量一定时，原料表面粗糙值越大，轧后管材表面粗糙度值也越大，这是由于原料表面粗糙度值越大，
7、变形区润滑层厚度越大，润滑剂将充填在起伏部份，当表面接触时，部份润滑剂仍保留在起伏的凹穴内被带入变形区，在变形工具、润滑剂、轧件之间达到压力平衡。3.2.3润滑剂对表面粗糙度的影响在冷轧时润滑剂对轧件的表面粗糙度有显著影响，这种影响主要取决于润滑剂的运动粘度、极压特性及轧制速度、轧制力，当运动粘度及轧制速度较大、轧制力较小时，轧件表面的粗糙度值较大，反之则粗糙度较小。这是由于存在于变形区表面的润滑剂起着压力传递作用，轧制时压入轧件表面的润滑剂占有一定的体积、因而改变了金属接触层的表面起伏，当运动粘度较大时，进入变形区的润滑剂数量随之增加，使润滑剂在变形区的厚度增加，使得轧件变形都在润滑剂的作用
8、下进行，因此金属表面粗糙度值也较大。3.2.4减径量对内表面粗糙度的影响当减径量较大时，使得变形时管材内表面显微起伏变大，因此在一定条件下减径量越大，表面粗糙度值越大。一般控制在23mm为宜。3.3力学性能管材力学性能是产品的另一个关键指标，为达到技术要求，通过匹配合适的变形量，科学地控制加工硬化程度，达到了满意的力学性能。3.3.1冷轧变形量对性能的影响冷轧变形量对性能的影响见表2。从表2可看出，冷轧变形量对力学性能的影响较明显，即随着变形量的增加、抗拉强度b增高，塑性降低。 表2轧制变形量对性能的影响材质原料规格/mm成品规格/mm减壁量/mm总变形量/%b()/MPa5()/%备注20钢
9、424.53840.519.4063018.671道次20钢4563842.041.8884015.002道次连轧3.3.2原料退火温度对轧后b和5的影响冷加工后的管材随退火温度的增加，金相组织由冷加工变形状态经回复、再结晶，恢复了金属的力学性能。为此，采用低温再结晶退火（在不影响矫直和冷轧的条件下），适当控制退火温度、时间、加热速度，达到控制冷加工管材退火后加工硬化的残留程度，以提高冷轧成品管材的抗拉强度。 4使用效果用20钢生产油缸管材是否成功，关键在于用户的使用效果如何，为此，与承德市千斤顶总厂联合对其各项性能进行了试验，并组装了4台JD4T型千斤顶进行全面检验，结果6项指标全部合格，试验数据如表3。表3JD4T油缸试验内容和结果内容结果动载试验125%5次,正常超载试验150%3次,正常下降量试验正常偏心加载试验正常活塞压下力试验/N120180寿命试验200次,正常5结论（1）用拔轧结合的方法，通过合理的工艺配置，完全可以生产出高几何精度、表面质量合乎要求的油缸管材。（2）利用20钢通过匹配合适的变形量，科学利用加工硬化，完全能够生产出高强度的精密的油缸管材。 作者简介：冷传瑞（1963），男（汉族），辽宁人，助理工程师，技措科科长。作者单位：承德万利钢管有限公司河北承德067002
