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CN109158436A - 一种20Mn2冷拔异形管的加工方法 - Google Patents

一种20Mn2冷拔异形管的加工方法 Download PDF

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吴开传
王清
周德华
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes
    • B21C1/22—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes specially adapted for making tubular articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种20Mn2冷拔异形管的加工方法，其步骤为：A.热处理：正火：将圆形钢管放入加热炉中，升温至900±30摄氏度，保温30‑50分钟，取出后在温度为20‑40摄氏度的室内自然冷却；回火500±20摄氏度，40‑50分钟；然后在空气中冷却至室温；B.预处理：将钢管进行酸洗、磷化、皂化处理；C.冷拔；D.低温退火：将冷拔后的钢管放入加热炉中加热至500±30摄氏度，保温40‑50分钟，然后在炉内冷却。

Description

一种20Mn2冷拔异形管的加工方法
技术领域
本发明涉及一种20Mn2冷拔异形管的加工方法。
背景技术
20Mn2是一种合金结构钢，具有中等强度，冷变形时塑性高，低温性能良好，焊接性及可切削性等特点。普遍的应用于航天航空、电力、石油化学、船舶、机械、电子、环保等各个行业。在冷拔异型无缝钢管的行业中，一般不使用20Mn2作为毛坯管的材料(圆形无缝钢管可用)。因为异型管大多变形量大，使用20Mn2容易在拉拔过程中发生断裂。由于异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数，有较大的抗弯抗扭能力，可以大大减轻结构重量，节约钢材，因此在近几年来市场需求越来越大。
20Mn2一般的热处理方式淬火+回火，大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，但此种方法不利于冷拔工艺(尤其是异型管变形量大)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种20Mn2冷拔异形管的加工方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种20Mn2冷拔异形管的加工方法，其步骤为：
A.热处理：
正火：将圆形钢管放入加热炉中，升温至900±30摄氏度，保温30-50分钟，取出后在温度为20-40摄氏度的室内自然冷却；
回火：将冷却后的钢管放入加热炉中，升温至500±20摄氏度，保温40-50分钟；然后在空气中冷却至室温；
B.预处理：将钢管进行酸洗、磷化、皂化处理；
C.冷拔；
D.低温退火：将冷拔后的钢管放入加热炉中加热至500±30摄氏度，保温40-50分钟，然后在炉内冷却。
作为一种优选的方案，所述预处理中酸洗处理过程包括：取95—98％浓硫酸2份，6-8份清水，加脂肪醇聚氧乙烯醚0.1份配制成酸洗液，将酸洗液温度控制在50-60摄氏度；将钢管放入进行酸洗，酸洗时间10-30分钟；然后将钢管冲水冲干净。
作为一种优选的方案，所述预处理中磷化过程包括：将坯料浸泡在磷化液中，磷化温度60-80摄氏度，磷化时间为25-30分钟，吊起待坯料表面干后再重复一次。
作为一种优选的方案，所述预处理中皂化过程包括：将磷化后的坯料浸泡在皂化液中，皂化温度50-60摄氏度，皂化时间为20-30分钟。
本发明的有益效果是：本方法能使20Mn2在提高刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度及韧性的前提下，还具有良好的拉拔性能(塑性)，适用于变形量大的异型管拉拔工艺。
由于20Mn2本身不适用于异型管冷拔，存在冷拔时易断且表面不好等问题，所以本方法中，先正火让20Mn2奥氏体晶粒迅速成核，冷却速度较快，晶粒来不及长大，形成了较小的珠光体组织，达到晶粒效果；通过回火，组织形成回火索氏体，具有一定的硬度和强度，又具有良好的塑性等综合力学性能，使管料易于冷拔；
然后低温退火500摄氏度，40-50分钟，炉中冷却，使得组织还原，消除和降低内应力；使成品20Mn2异型管强度等性能优异。
本方法制得的管材屈服强度达500-550MPa；抗拉强度达680-750MPa；在-20℃时冲击吸收功≥40J，在常温时冲击吸收功≥47J；延伸率为19-22％。
两次磷化使得钢管表面形成较为致密细微的网状组织，能吸附更多的皂化液，改善了润滑条件，拔制时的摩擦系数就大大的降低，提高了模具的寿命。
具体实施方式
下面详细描述本发明的具体实施方案。
实施例1，一种20Mn2冷拔异形管的加工方法，其步骤为：
A.热处理：
正火：将圆形钢管放入加热炉中，升温至900摄氏度，保温35分钟，取出后在温度为20-40摄氏度的室内自然冷却；
回火：将冷却后的钢管放入加热炉中，升温至520摄氏度，保温40分钟；然后在空气中冷却至室温；
B.预处理：将钢管进行酸洗、磷化、皂化处理；
酸洗处理过程包括：取98％浓硫酸2份，8份清水，加脂肪醇聚氧乙烯醚0.1份配制成酸洗液，将酸洗液温度控制在50摄氏度；将钢管放入进行酸洗，酸洗时间15分钟；然后将钢管用水冲干净。
磷化过程包括：将坯料浸泡在磷化液中，磷化温度60摄氏度，磷化时间为30分钟，吊起待坯料表面干后再重复一次。
皂化过程包括：将磷化后的坯料浸泡在皂化液中，皂化温度60摄氏度，皂化时间为20分钟。
C.冷拔；
D.低温退火：将冷拔后的钢管放入加热炉中加热至500摄氏度，保温50分钟，然后在炉内冷却。
实施例2，一种20Mn2冷拔异形管的加工方法，其步骤为：
A.热处理：
正火：将圆形钢管放入加热炉中，升温至930摄氏度，保温30分钟，取出后在温度为20-40摄氏度的室内自然冷却；
回火：将圆形钢管放入加热炉中，升温至500摄氏度，保温50分钟；然后在空气中冷却至室温；
B.预处理：将钢管进行酸洗、磷化、皂化处理；
酸洗处理过程包括：取95％浓硫酸2份，6份清水，加脂肪醇聚氧乙烯醚0.1份配制成酸洗液，将酸洗液温度控制在60摄氏度；将钢管放入进行酸洗，酸洗时间15分钟；然后将钢管冲水冲干净。
磷化过程包括：将坯料浸泡在磷化液中，磷化温度80摄氏度，磷化时间为25分钟，吊起待坯料表面干后再重复一次。
皂化过程包括：将磷化后的坯料浸泡在皂化液中，皂化温度50摄氏度，皂化时间为20分钟。
C.冷拔；
D.低温退火：将冷拔后的钢管放入加热炉中加热至530摄氏度，保温50分钟，然后在炉内冷却。
实施例3，一种20Mn2冷拔异形管的加工方法，其步骤为：
A.热处理：
正火：将圆形钢管放入加热炉中，升温至920摄氏度，保温40分钟，取出后在温度为20-40摄氏度的室内自然冷却；
回火：将圆形钢管放入加热炉中，升温至510摄氏度，保温50分钟；然后在空气中冷却至室温；
B.预处理：将钢管进行酸洗、磷化、皂化处理；
酸洗处理过程包括：取96％浓硫酸2份，7份清水，加脂肪醇聚氧乙烯醚0.1份配制成酸洗液，将酸洗液温度控制在55摄氏度；将钢管放入进行酸洗，酸洗时间20分钟；然后将钢管冲水冲干净。
磷化过程包括：将坯料浸泡在磷化液中，磷化温度70摄氏度，磷化时间为25分钟，吊起待坯料表面干后再重复一次。
皂化过程包括：将磷化后的坯料浸泡在皂化液中，皂化温度55摄氏度，皂化时间为25分钟。
C.冷拔；
D.低温退火：将冷拔后的钢管放入加热炉中加热至520摄氏度，保温45分钟，然后在炉内冷却。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种20Mn2冷拔异形管的加工方法，其步骤为：
A.热处理：
正火：将圆形钢管放入加热炉中，升温至900±30摄氏度，保温30-50分钟，取出后在温度为20-40摄氏度的室内自然冷却；
回火：将冷却后的钢管放入加热炉中，升温至500±20摄氏度，保温40-50分钟；然后取出在空气中冷却至室温；
B.预处理：将钢管进行酸洗、磷化、皂化处理；
C.冷拔；
D.低温退火：将冷拔后的钢管放入加热炉中加热至500±30摄氏度，保温40-50分钟，然后在炉内冷却。
2.如权利要求1所述的一种20Mn2冷拔异形管的加工方法，其特征在于：所述预处理中酸洗处理过程包括：取95—98％浓硫酸2份，6-8份清水，加脂肪醇聚氧乙烯醚0.1份配制成酸洗液，将酸洗液温度控制在50-60摄氏度；将钢管放入进行酸洗，酸洗时间10-30分钟；然后将钢管用水冲干净。
3.如权利要求1所述的一种20Mn2冷拔异形管的加工方法，其特征在于：所述预处理中磷化过程包括：将坯料浸泡在磷化液中，磷化温度60-80摄氏度，磷化时间为25-30分钟，吊起待坯料表面干后再重复一次。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种20Mn2冷拔异形管的加工方法，其特征在于：所述预处理中皂化过程包括：将磷化后的坯料浸泡在皂化液中，皂化温度50-60摄氏度，皂化时间为20-30分钟。
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