玻璃潤滑劑

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年法國的J.Sejournet發(fā)明了玻璃潤滑劑擠壓法之后。鋼鐵材料熱擠壓時，在擠壓溫度、擠壓壓力、擠壓速度、潤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：

（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）為了防止擠壓過程中工模具過度升溫而影響其強度，通常選用快速擠壓。

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

（5）良好的玻璃潤滑劑可以使金屬流動均勻性大為改善。

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，既要求具有高強度，又要求具有優(yōu)良的耐高溫、耐磨損性能。

實際生產(chǎn)中所用的工模具材料主要有H13（美國）、SKD61、SKD62、SKD6（日本）、2Cr2W8V（中國）。由于以上特點，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。

• 實施例1

以316L不銹鋼鋼坯/鋼錠為原材料，通過擠壓形成荒管，精整后荒管的規(guī)格、尺寸偏差及直線度要求如表1所示。擠壓荒管進行100%表面目視檢測，要求：端部應(yīng)平直、無毛刺，內(nèi)外表面不允許有氧化皮、玻璃潤滑劑顆粒及其它雜質(zhì)，內(nèi)外表面不允許存在欠酸、過酸、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

冷軋工序工藝實施方案如表2所示。

表2.冷軋工藝實施方案

其中開坯冷軋送進量為3.0毫米/牛，軋制速度70次/分鐘；成品冷軋進量為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)為過渡區(qū)，設(shè)置溫度為1030攝氏度，進料速度為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，控制氫氣露點-47攝氏度，氫氣微氧含量不超過15ppm。為確?？焖倮鋮s，采用風(fēng)機冷卻，從900~500攝氏度的冷卻時間僅為不超過1.5分種，避免了緩慢冷卻過程中碳化物析出。

表4.熱處理工藝

采用U型吊裝結(jié)構(gòu)對316L不銹鋼儀表管進行吊裝存儲；其中U型吊裝結(jié)構(gòu)包括兩個U型吊鉤1和平直載物部2，且平直載物部兩端通過U型吊鉤與機架連接，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)運過程當(dāng)時的碰撞、彎曲等現(xiàn)象，確保了成品直線度不超過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。

• 實施例2

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

光亮爐的五個加熱區(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，進料速度為600毫米/分。控制氫氣流量為50平方米/小時，控制氫氣露點-40攝氏度，氫氣微氧含量不超過15ppm。從900~500攝氏度的冷卻時間僅為不超過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芯棒設(shè)置有與潤滑油配合用于防止芯棒磨損的高溫防護套管4；所述高溫防護套管具有三層結(jié)構(gòu)，與所述冷軋機芯棒接觸的第一層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。

• 實施例3

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

光亮爐的五個加熱區(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，進料速度為600毫米/分。控制氫氣流量為70平方米/小時，控制氫氣露點-60攝氏度，氫氣微氧含量不超過15ppm。從900~500攝氏度的冷卻時間僅為不超過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。

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

表5.核安全級316L不銹鋼小口徑儀表管綜合性能

無損檢測結(jié)果如下：

（1）超聲波尺寸精度檢測

采用CL15超聲波測厚儀對直管外徑、壁厚進行檢測，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設(shè)備按照ASMEBPVC進行內(nèi)外表面的縱向和環(huán)向超聲試驗，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，長度不大于12.5毫米。超聲波探傷合格率超過95%。

（3）渦流探傷

采用MAC175數(shù)字渦流探傷儀按照ASMEBPVCNC-2554進行縱向和環(huán)向渦流試驗，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，切槽長不大于25毫米。渦流探傷合格率達到100%。

1931年，德國采用石墨和礦物油的混合物作潤滑劑在機械擠壓機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Comptoird Etirage公司開始采用玻璃潤滑劑做熱擠壓鋼管的試驗，1942年取得專利，此專利很快被美、英、日、西班牙、奧地利、德國、瑞典等國家購買。

1951年，世界上第一個以玻璃作潤滑劑的鋼熱擠壓車間在美國巴布科克一威爾科克斯公司建成投產(chǎn)。該擠壓機為臥式液壓傳動，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，最大液壓擠壓機的擠壓力已經(jīng)達到100～350MN。

中國于1973年在長城特殊鋼廠建成31.5MN臥式液壓擠壓機，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。中國自行設(shè)計制造的16MN和15MN臥式液壓擠壓機，于70年代中期分別建在長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油壓雙動鋁擠壓生產(chǎn)線日前由國機集團所屬中國重型機械研究院研制成功，并在遼寧忠旺集團順利投產(chǎn)。

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

2009年7月，中國兵器工業(yè)集團公司聯(lián)合清華大學(xué)等科研院所自主研制的3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機完成了首次熱調(diào)試，成功擠壓出外徑700毫米、壁厚200毫米的無縫鋼管，標(biāo)志著我國大口徑厚壁無縫鋼管制造技術(shù)一舉打破國外壟斷，并達到世界領(lǐng)先水平。