玻璃潤(rùn)滑劑特點(diǎn)

熱擠壓是在再結(jié)晶溫度以上的溫度條件下的擠壓。鋼鐵材料熱擠壓成型技術(shù)取得飛躍發(fā)展是在1941年法國(guó)的J.Sejournet發(fā)明了玻璃潤(rùn)滑劑擠壓法之后。鋼鐵材料熱擠壓時(shí)，在擠壓溫度、擠壓壓力、擠壓速度、潤(rùn)滑條件與方式等方面，與鋁及鋁合金、銅及銅合金等有色金屬的熱擠壓相比，具有如下特點(diǎn)：

（1）擠壓溫度高，通常在1000~1250℃。

（2）擠壓壓力高，工模具工作條件惡劣。

（3）為了防止擠壓過(guò)程中工模具過(guò)度升溫而影響其強(qiáng)度，通常選用快速擠壓。

（4）為了確保高溫潤(rùn)滑性能，一般采用玻璃潤(rùn)滑劑熱擠壓，擠壓完成后需對(duì)制品進(jìn)行脫出玻璃處理。

（5）良好的玻璃潤(rùn)滑劑可以使金屬流動(dòng)均勻性大為改善。

鋼鐵材料熱擠壓中，擠壓模、芯桿、擠壓筒、擠壓墊片等工模具的工作條件十分惡劣。用作工模具的材料，既要求具有高強(qiáng)度，又要求具有優(yōu)良的耐高溫、耐磨損性能。

實(shí)際生產(chǎn)中所用的工模具材料主要有H13（美國(guó)）、SKD61、SKD62、SKD6（日本）、2Cr2W8V（中國(guó)）。由于以上特點(diǎn)，鋼鐵材料的熱擠壓生產(chǎn)成本要比鋁合金及銅合金的高得多。

• 實(shí)施例1

以316L不銹鋼鋼坯/鋼錠為原材料，通過(guò)擠壓形成荒管，精整后荒管的規(guī)格、尺寸偏差及直線度要求如表1所示。擠壓荒管進(jìn)行100%表面目視檢測(cè)，要求：端部應(yīng)平直、無(wú)毛刺，內(nèi)外表面不允許有氧化皮、玻璃潤(rùn)滑劑顆粒及其它雜質(zhì)，內(nèi)外表面不允許存在欠酸、過(guò)酸、污漬和銹斑等現(xiàn)象。

表1.擠壓荒管規(guī)格、尺寸偏差即直線度要求

冷軋工序工藝實(shí)施方案如表2所示。

表2.冷軋工藝實(shí)施方案

其中開(kāi)坯冷軋送進(jìn)量為3.0毫米/牛，軋制速度70次/分鐘；成品冷軋進(jìn)量為1.5毫米/牛，軋制速度為120次/分鐘。冷軋管材尺寸及公差實(shí)際控制范圍如表3所示，完全滿足工藝控制要求和標(biāo)準(zhǔn)要求。

表3.冷軋尺寸公差控制

熱處理工序工藝如表4所示。光亮爐共有五個(gè)加熱區(qū)，其中1區(qū)為預(yù)熱區(qū)，設(shè)置溫度為1030攝氏度；2~4區(qū)為保溫區(qū)，設(shè)置溫度為1080攝氏度；5區(qū)為過(guò)渡區(qū)，設(shè)置溫度為1030攝氏度，進(jìn)料速度為600毫米/分。退火速度700毫米/分；為確保內(nèi)外表面不氧化變色，控制氫氣流量為60平方米/小時(shí)，控制氫氣露點(diǎn)-47攝氏度，氫氣微氧含量不超過(guò)15ppm。為確?？焖倮鋮s，采用風(fēng)機(jī)冷卻，從900~500攝氏度的冷卻時(shí)間僅為不超過(guò)1.5分種，避免了緩慢冷卻過(guò)程中碳化物析出。

表4.熱處理工藝

采用U型吊裝結(jié)構(gòu)對(duì)316L不銹鋼儀表管進(jìn)行吊裝存儲(chǔ)；其中U型吊裝結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)U型吊鉤1和平直載物部2，且平直載物部?jī)啥送ㄟ^(guò)U型吊鉤與機(jī)架連接，使316L不銹鋼儀表管產(chǎn)品可平直吊裝與之前傳統(tǒng)的吊裝方式相比，避免了產(chǎn)品調(diào)運(yùn)過(guò)程當(dāng)時(shí)的碰撞、彎曲等現(xiàn)象，確保了成品直線度不超過(guò)1.5毫米/m，大大提高了產(chǎn)品的一次性合格率。

用于儀表管的一種316L不銹鋼管的重量百分比組分為：C：0.02%，Si：0.34%，Mn：1.51%，P：0.026%，S：0.006%，Cr：17.4%，Ni：13.1%，Mo：2.13%，Co：0.02%，余量為Fe。

• 實(shí)施例2

實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于，開(kāi)坯冷軋送進(jìn)量為2.0毫米/牛，軋制速度60次/分鐘；成品冷軋進(jìn)量為2.0毫米/牛，軋制速度為150次/分鐘。

光亮爐的五個(gè)加熱區(qū)，其中1區(qū)設(shè)置溫度為1010攝氏度；2~4區(qū)設(shè)置溫度為1060攝氏度；5區(qū)為溫度為1010攝氏度，進(jìn)料速度為600毫米/分?？刂茪錃饬髁繛?0平方米/小時(shí)，控制氫氣露點(diǎn)-40攝氏度，氫氣微氧含量不超過(guò)15ppm。從900~500攝氏度的冷卻時(shí)間僅為不超過(guò)3.0分種。

用于儀表管的一種316L不銹鋼管的重量百分比組分為：C：0.015%，Si：0.5%，Mn：1.0%，P：0.03%，S：0.005%，Cr：18.0%，Ni：12.0%，Mo：2.5%，Co：0.05%，余量為Fe。

所述冷軋工序中使用的冷軋機(jī)芯棒設(shè)置有與潤(rùn)滑油配合用于防止芯棒磨損的高溫防護(hù)套管4；所述高溫防護(hù)套管具有三層結(jié)構(gòu)，與所述冷軋機(jī)芯棒接觸的第一層41和與所述圓管坯接觸的第三層43由高膨松性SiO2纖維制成，連接所述第一層和所述第三層的第二層42是氧化鐵紅硅膠材料。

• 實(shí)施例3

實(shí)施例3與實(shí)施例1的區(qū)別在于，開(kāi)坯冷軋送進(jìn)量為4.0毫米/牛，軋制速度80次/分鐘；成品冷軋進(jìn)量為1.0毫米/牛，軋制速度為100次/分鐘。

光亮爐的五個(gè)加熱區(qū)，其中1區(qū)設(shè)置溫度為1020攝氏度；2~4區(qū)設(shè)置溫度為1070攝氏度；5區(qū)為溫度為1020攝氏度，進(jìn)料速度為600毫米/分?？刂茪錃饬髁繛?0平方米/小時(shí)，控制氫氣露點(diǎn)-60攝氏度，氫氣微氧含量不超過(guò)15ppm。從900~500攝氏度的冷卻時(shí)間僅為不超過(guò)1.0分種。

用于儀表管的一種316L不銹鋼管的重量百分比組分為：C：0.04%，Si：0.12%，Mn：2.0%，P：0.02%，S：0.010%，Cr：16.0%，Ni：14.0%，Mo：2.0%，Co：0.01%，余量為Fe。

對(duì)利用實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3所述的工藝制備而成的一種核安全級(jí)316L不銹鋼小口徑儀表管進(jìn)行檢測(cè)，外觀質(zhì)量檢測(cè)方法為：被檢鋼管表面光照度大于1000Lux；被檢表面不得有影響檢測(cè)和評(píng)價(jià)的任何異物；當(dāng)被檢驗(yàn)表面能以正常方式接近時(shí)，則應(yīng)采用與表面大于30°的視角，于最大距離600毫米處，進(jìn)行檢驗(yàn)；鋼管內(nèi)外表面都必須完好無(wú)損，不允許存在裂縫、折疊、龜裂、裂紋、軋折、離層和節(jié)痕等缺陷。對(duì)退火態(tài)成品取樣檢測(cè)，外觀質(zhì)量均符合要求。其他各項(xiàng)性能指標(biāo)如下表5所示：

表5.核安全級(jí)316L不銹鋼小口徑儀表管綜合性能

無(wú)損檢測(cè)結(jié)果如下：

（1）超聲波尺寸精度檢測(cè)

采用CL15超聲波測(cè)厚儀對(duì)直管外徑、壁厚進(jìn)行檢測(cè)，直管的外徑和公差為Φ9.53（0～ 0.12）毫米，直管的壁厚和公差為1.65（0～ 0.33）毫米，符合采購(gòu)技術(shù)條件要求。

（2）超聲波探傷

采用CTS-8006A型脈沖反射式超聲波探傷儀或USIP40（JL-WSC5）脈沖反射式超聲波檢測(cè)設(shè)備按照ASMEBPVC進(jìn)行內(nèi)外表面的縱向和環(huán)向超聲試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)試樣矩形槽的深度0.1～1毫米，寬度不大于1.6毫米，長(zhǎng)度不大于12.5毫米。超聲波探傷合格率超過(guò)95%。

（3）渦流探傷

采用MAC175數(shù)字渦流探傷儀按照ASMEBPVCNC-2554進(jìn)行縱向和環(huán)向渦流試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)試樣通孔的直徑不大于1.5毫米，切槽深度不大于0.1毫米，寬不大于1.5毫米，切槽長(zhǎng)不大于25毫米。渦流探傷合格率達(dá)到100%。

1931年，德國(guó)采用石墨和礦物油的混合物作潤(rùn)滑劑在機(jī)械擠壓機(jī)上熱擠壓鋼管取得成功。但使用石墨在高溫下有滲碳作用，只能生產(chǎn)碳素鋼管，因此妨礙了該工藝的發(fā)展。

1938年，法國(guó)Comptoird Etirage公司開(kāi)始采用玻璃潤(rùn)滑劑做熱擠壓鋼管的試驗(yàn)，1942年取得專利，此專利很快被美、英、日、西班牙、奧地利、德國(guó)、瑞典等國(guó)家購(gòu)買。

1951年，世界上第一個(gè)以玻璃作潤(rùn)滑劑的鋼熱擠壓車間在美國(guó)巴布科克一威爾科克斯公司建成投產(chǎn)。該擠壓機(jī)為臥式液壓傳動(dòng)，擠壓力為27MN。在此后的10～15年內(nèi)鋼熱擠壓車間的建設(shè)得到迅速發(fā)展。早期建成的液壓擠壓機(jī)的擠壓力一般為10～20MN，如今大多數(shù)為30～50MN，最大液壓擠壓機(jī)的擠壓力已經(jīng)達(dá)到100～350MN。

中國(guó)于1973年在長(zhǎng)城特殊鋼廠建成31.5MN臥式液壓擠壓機(jī)，主要生產(chǎn)不銹鋼管和厚壁的合金結(jié)構(gòu)鋼管、軸承鋼管。中國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的16MN和15MN臥式液壓擠壓機(jī)，于70年代中期分別建在長(zhǎng)城特殊鋼廠和上海異型鋼管廠，生產(chǎn)不銹鋼管和碳素鋼異型材及異型管。

2007年，125MN油壓雙動(dòng)鋁擠壓生產(chǎn)線日前由國(guó)機(jī)集團(tuán)所屬中國(guó)重型機(jī)械研究院研制成功，并在遼寧忠旺集團(tuán)順利投產(chǎn)。

太原重型機(jī)械集團(tuán)公司于1999年研制成功75MN鋁擠壓機(jī)之后，2003年又成功研制開(kāi)發(fā)了75MN“短行程”單動(dòng)臥式鋁擠壓機(jī)，此后，50MN、36MN、27.5MN單動(dòng)臥式鋁擠壓機(jī)相繼問(wèn)世。2009年，100MN雙動(dòng)臥式短行程前上料鋁擠壓機(jī)在太重集團(tuán)公司制造成功，交付給青海國(guó)鑫鋁合金管棒型材股份有限公司使用。

2009年7月，中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司聯(lián)合清華大學(xué)等科研院所自主研制的3.6萬(wàn)噸黑色金屬垂直擠壓機(jī)完成了首次熱調(diào)試，成功擠壓出外徑700毫米、壁厚200毫米的無(wú)縫鋼管，標(biāo)志著我國(guó)大口徑厚壁無(wú)縫鋼管制造技術(shù)一舉打破國(guó)外壟斷，并達(dá)到世界領(lǐng)先水平。