擠壓不銹鋼無(wú)縫管坯料種類(lèi)有哪些

  在不銹鋼無(wú)縫管的生產(chǎn)過(guò)程中，坯料的成本占成品總成本的70%以上。因此，選用低工藝成本的管坯就成為降低產(chǎn)品總成本、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。根據(jù)材料的性能以及其加工工藝的不同，用于生產(chǎn)不銹鋼無(wú)縫管的擠壓坯料一般有以下幾種選擇：軋坯、鍛坯、連鑄坯、模鑄坯、離心澆注空心坯等。其中，軋坯和連鑄圓坯一般用于生產(chǎn)批量大、普通牌號(hào)鋼種的管坯，而鍛坯、模鑄坯以及離心澆注空心圓坯則用作生產(chǎn)批量小、大直徑或難變形高合金的管坯。

一、軋坯

 由于軋坯具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，并且其綜合指標(biāo)令人滿意，因而成為中小型擠壓機(jī)應(yīng)用最為廣泛的擠壓坯料。但是，由于軋制加工時(shí)，在變形金屬內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)條件不能適應(yīng)高合金和低塑性材料產(chǎn)品加工的要求，并且對(duì)大擠壓力的擠壓機(jī)需要采用大型的專(zhuān)用開(kāi)坯機(jī)供坯，而導(dǎo)致相對(duì)高的坯料加工成本。因此，限制了軋坯在高合金材料和大尺寸擠壓坯料方面的應(yīng)用。通常碳素鋼、低合金鋼以及合金鋼和軸承鋼的擠壓都采用軋坯。

二、鍛坯

  坯料在鍛壓工藝加工過(guò)程中，變形金屬具有較軋制工藝更好的應(yīng)力狀態(tài)條件，其鑄態(tài)組織得到充分的破碎，坯料中心組織較致密，有利于改善擠壓制品的內(nèi)在質(zhì)量。一般對(duì)于材料塑性較低和生產(chǎn)批量不大，不宜用軋制方法供坯的情況下，可以采用鍛壓工藝供坯。但是，與軋制工藝相比較，鍛壓工藝的生產(chǎn)效率比較低，且坯料加工之后表面比較粗糙，需要進(jìn)行剝皮加工之后才能進(jìn)行擠壓，因而降低了產(chǎn)品的成材率，提高了坯料的加工成本。因此，鍛坯一般只在生產(chǎn)高合金材料和大尺寸的擠壓坯料方面得到了比較普遍的應(yīng)用。

三、模鑄坯

  用于擠壓鋼管和型鋼的模鑄坯包括模鑄圓坯、模鑄方坯、模鑄多角錠、離心澆鑄空心坯以及電渣重熔的高合金坯等。采用鑄坯擠壓的最大好處是簡(jiǎn)化了擠壓的供坯工藝，并大幅度地降低了擠壓供坯的加工成本。但鑄坯不宜用作擠壓型材的坯料，因?yàn)殍T錠的縮孔和中心疏松將引起產(chǎn)品的內(nèi)部缺陷，并在整個(gè)擠壓長(zhǎng)度上造成尺寸不一致。

 由于擠壓工藝所具有的最佳變形應(yīng)力狀態(tài)提高了材料的變形能力， 使擠壓過(guò)程能夠達(dá)到材料的最大一次變形量（理論上擠壓比可以達(dá)到200), 并且，擠壓前采用了具有鐓粗功能的立式穿孔機(jī)，十分有利于鑄坯的壓力加工。 經(jīng)擠壓變形后的制品內(nèi)部粗晶組織得到充分的破碎，質(zhì)量得到改善。因此， 采用鑄坯擠壓的鋼管，其力學(xué)性能不亞于軋坯。

  擠壓鑄坯在大口徑鋼管的生產(chǎn)和低塑性、難變形材料的預(yù)加工作業(yè)中得到了普遍的應(yīng)用。并且，也為高速鋼和球墨鑄鐵制品的生產(chǎn)提供了可能。 日本1957年開(kāi)始在生產(chǎn)軸承鋼管時(shí)，成功地使用了鑄坯。 

四、連鑄坯

 連鑄坯的應(yīng)用簡(jiǎn) 連鑄工藝包括水平連鑄和弧形連鑄、實(shí)心連鑄和空心連鑄。 連鑄坯的應(yīng)用簡(jiǎn)化了擠壓的供坯條件，降低了擠壓坯料的加工成本，實(shí)現(xiàn)了擠壓工藝過(guò)程的 “短流程”。 

 根據(jù)國(guó)外資料報(bào)道，采用連鑄管坯比采用模鑄軋坯的材料利用率提高 10%~20%, 能源費(fèi)用節(jié)省40%~50%.法國(guó)的資料報(bào)道，采用連鑄管坯代替鍛軋管坯后，金屬收得率提高17%,勞動(dòng)力減少60%,噸鋼節(jié)能1.25x1016kJ, 總的加工時(shí)間減少25%,成本低40~50美元／噸。

 近40~50年來(lái)，在不銹鋼生產(chǎn)的領(lǐng)域，由于煉鋼、精煉和連鑄工藝技術(shù)的發(fā)展，尤其是最新電子技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)在連鑄工藝中的應(yīng)用，如中間包加熱技術(shù)、結(jié)晶器電動(dòng)缸非正弦振動(dòng)技術(shù)、結(jié)晶器及二冷段的聯(lián)合電磁攪拌 技術(shù)、結(jié)晶器液面自動(dòng)控制技術(shù)以及在中間包內(nèi)設(shè)置鋼液液場(chǎng)的控制技術(shù) （使中間包的熱力學(xué)物理與化學(xué)因素達(dá)到最佳水平），使連鑄坯的質(zhì)量得到了 很大的提高。     

 同時(shí)，也由于擠壓工藝的最大特點(diǎn)是提高了加工材料自身的變形能力，從而為連鑄坯在擠壓產(chǎn)品中的應(yīng)用提供了極為有利的條件。目前，國(guó)外不少知名的鋼管廠都已普遍采用連鑄坯來(lái)生產(chǎn)不銹鋼無(wú)縫管，如瑞典的山特維克公司的3臺(tái)擠壓機(jī)，擠壓力分別為12.5MN、17MN和34MN,分別采用不同規(guī)格的不銹鋼連鑄坯生產(chǎn)規(guī)格為Φ>15mm、ф<140mm和ф≤254mm的不銹鋼管。據(jù)資料介紹， 該公司生產(chǎn)的連鑄管坯有50%為自用外，另有50%供應(yīng)歐洲市場(chǎng)，其連鑄坯的最大規(guī)格為ф320mm。 

 另外，美國(guó)的Amerex擠壓不銹鋼管和型材公司在25MN擠壓機(jī)上，采 用不銹鋼連鑄圓坯擠壓Φ60.3~152.4mm的不銹鋼無(wú)縫鋼管和外接圓直徑為 19.1~165.1mm的不銹鋼型材。據(jù)介紹，其采用不銹鋼連鑄坯擠壓不銹鋼管時(shí)沒(méi)有問(wèn)題，而在擠壓異型材時(shí)會(huì)出現(xiàn)部分金屬流動(dòng)不均現(xiàn)象， 導(dǎo)致型材 斷面缺陷和扭曲。這可能與連鑄坯的組織不均或模具設(shè)計(jì)斷面變形不均衡有關(guān)。

  目前，普遍認(rèn)為，對(duì)于占有不銹鋼無(wú)縫管市場(chǎng)總量中90%以上市場(chǎng)份額 的ASTM304、316、321等300系列的奧氏體不銹鋼無(wú)縫管的熱擠壓生產(chǎn)，采用連鑄坯是擠壓供坯的最佳選擇。 另外，據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，采用連鑄坯擠壓的鋼管，其性能指標(biāo)并不亞于鍛軋坯擠壓管。連鑄坯和軋坯擠壓鋼管的性能比較見(jiàn)上表。碳素鋼的連鑄坯經(jīng)清除表面缺陷和噴丸去除氧化鐵皮后即可使用，合金鋼和不銹鋼則需要進(jìn)行剝皮后使用。近年來(lái)采用方坯和多角形連鑄坯進(jìn)行擠壓，產(chǎn)品的力學(xué)性能和表面質(zhì)量良好，大大降低了生產(chǎn)成本。