一种高精度冷拔管及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高精度冷拔管及其制作方法，属于钢管技术领域。
【背景技术】
[0002]行业内的冷拔管，采用多道次冷拔或一道次或两道次连续冷拔成型。对于多道次冷拔的钢管，如果中间不经过多次热处理，有产生细微裂纹甚至断裂的风险;对于一道次或两道次连续冷拔成型的钢管，虽然便于生产，但尺寸精度稳定性差强人意，且没有充分发挥材料的性能，强度还有提升空间。且国内外的冷拔管最终热处理温度一般高于500°C，以去除残余应力，提高冷拔管的韧性，但同时也降低了冷拔管的强度，弱化了冷拔的部分效果。
[0003]目前，已有这方面的相关专利，如:于2015年2月11日公开的专利名称为“一种高强度冷拔钢管的制造方法”的发明专利，制造方法包括如下步骤:去应力退火;将乳制管引入加热炉中加热并且保温，随炉冷却后出炉得到退火管坯;酸洗处理;将退火管坯进行酸洗，去除表面的锈皮;磷化处理;在管坯的表面形成磷酸锌的化学生成覆膜;皂化处理;在覆膜上形成金属皂等润滑覆膜;冷拔;将待冷拔管坯进行冷拔加工，得到冷拔管;成品热处理;将冷拔管引入退火炉进行成品热处理，控制成品热处理的温度和时间得到高强度冷拔钢管。该发明的方法得到强度高、表面性能优良的机械结构用钢管。但是，在实际使用过程中存在如下问题:
[0004]1、该发明采用冷扎加冷拔的方式制造钢管，由于冷乳管的制造方法限制，只能采用热乳管作为毛坯，即实际制造方法为热乳管—冷乳—去应力退火—包括酸洗、磷化、皂化工序的表面处理—一道次冷拔—500-600°C保温8-10小时的成品热处理。由于冷乳是由多道工序加工成型，且比热乳管成本增加超过20%，专利中未述及这种较复杂的、成本高加工方法能提高的多少强度。
[0005]2、该发明采用的去应力退火工序，增加了电能消耗;采用的随炉冷却的方式，周期较长;热处理后产生的表面氧化皮增加了后道酸洗工序的难度；由于热处理和酸洗周期增加，使生产周期延长、成本增加。
[0006]3、该发明采用500-600°C保温8-10小时的退火工序，生产周期较长、成本高。
[0007]4、该发明未述及加工方法对钢管韧性的影响。
【发明内容】
[0008]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高精度冷拔管，其具有高精度、高强度和高韧性;制作方法简单，制得的钢管不仅精度高，而且强度和韧性都比冷拔管高。利用本发明，可制作出一种强韧化处理的高精度冷拔管，可保证同种材料的冷拔管抗拉强度超出国家标准lOOMpa、且V2型缺口冲击试样的测试结果超过27J。
[0009]为了实现上述目的，本发明采用的一种高精度冷拔管，采用低合金高强度结构钢作为坯料，化学元素组成及质量百分比含量为:碳C < 0.20 %、硅Si <0.50%、锰Μη <1.70%、磷1^0.035%、硫3<0.035%、铌恥<0.07%、钒\^0.20%、钛11<0.20%、铬0<0.30%、镍 Ni < 0.80 %、铜Cu < 0.30 %、氮N < 0.015 %、钼Mo <0.20%,调整炼钢质量和机械性能加入的铝A1元素和微量硼B元素，余量为铁Fe。
[0010]优选地，当钒V < 0.15%、镍Ni < 0.50%、氮N < 0.012%、钼Mo < 0.10%时，抗拉强度之700Mpa、冲击功2 27。
[0011 ]优选地，当钒V < 0.20%、镍Ni < 0.50%、氮N < 0.015%、钼Mo < 0.10%时，抗拉强度之745Mpa、冲击功2 27。
[0012]优选地，当钒0.20%、镍Ni<0.80%、氮NS 0.015%、钼Mo <0.20%时，抗拉强度之8001^?、冲击功2 27。
[0013]优选地，采用无缝管为坯料冷拔加工成型。
[0014]优选地，冷拔管的外径2 70mm，壁厚2 7.5mm。
[0015]—种高精度冷拔管的制作方法，制作方法的具体步骤是:
[0016]步骤a、车拉拔头:车削外径尺寸比外模小2-3mm，内孔直径-内模外径2 1mm；
[0017]步骤b、表面处理:酸洗去除钢管表面氧化皮，磷化液与铁基体反应生成磷化膜，皂化液浸润吸附在疏松多孔的磷化膜孔隙中；
[0018]步骤c、两道次冷拔:将皂化后的钢管进行两道次冷拔加工；
[0019]步骤d、强韧化热处理:对两道次冷拔的钢管进行强韧化热处理；
[0020]步骤e、校直:采用点校的方式，控制任意位置直线度<0.02mm/m，全长直线度<2mm，，料头、料尾长度可控制在300mm以内；
[0021 ]步骤f、定尺锯切:根据需求长度锯切冷拔管。
[0022]优选地，步骤c中，两个道次总变形量控制在1.25-1.45，第二道次冷拔前停放时间控制在20分钟-5小时，第二道冷拔变形量大于第一道次且减壁量? 1mm，两个道次之间无需二次磷化皂化。
[0023]优选地，步骤d中，退火温度为380-500°(3，保温时间2.5-5小时，出炉温度< 350°C。
[0024]优选地，步骤b中，控制磷化膜厚度10-30μηι。
[0025]与现有技术相比，本发明采用热乳管，相比于冷乳管，成本更低;采用低合金高强度钢，无需坯料退火，可节约能耗和成本，效率更高;采用两道次冷拔，中间不增加退火，成本更低、效率更高;量化控制磷化膜厚度，可供一次表面处理后的两次冷拔;两个道次冷拔之间不增加退火、第二道次变形大于第一道次，冷拔管直线度更好，有利于保证成品管精度;成品退火采用低温热处理，不仅减少了热处理变形，而且进一步提高冷拔管强度、同时提高了冷拔管的冲击韧性。综合来看，本发明加工周期更短、成本更低、更有利于发挥材料性能，有利于工业化量产。成品冷拔管的低温强韧化热处理，可以同时提高冷拔管的强度和韧性，与常规热处理配合使用，可以使同种材料发挥不同梯度的机械性能，从而可以减少制造企业的原材料种类，进而降低原材料库存。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0028]—种高精度冷拔管，采用低合金高强度结构钢作为坯料，化学元素组成及质量百分比含量为:碳0.20%、硅Si <0.50%、猛Μη < 1.70%、磷0.035%、硫0.035%、银他仝0.07%、钒\^0.20%、钛11<0.20%、铬0<0.30%、镍附<0.80%、铜01<0.30%、氮N < 0.015%、钼Mo <0.20%，调整炼钢质量和机械性能加入的.?Α1元素和微量硼B元素，余量为铁Fe。
[0029]优选地，当钒V <0.15%、镍 Ni <0.50%、氮 N <0.012%、钼Mo < 0.10 % 时，抗拉强度之700Mpa、冲击功2 27。
[0030]优选地，当钒V <0.20%、镍 Ni <0.50%、氮 N <0.015%、钼Mo < 0.10 % 时，抗拉强度之745M