[实用新型]一种用于径向锻造机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制造无缝钢管的管坯，尤其涉及制造中大口径、中厚壁、合金钢高级无缝钢管的管坯。

背景技术

钢材具有良好的综合使用性能，能够在不同工况条件下承受所要求的负载和具有所需的寿命周期，且工艺性能良好，是国民经济建设不可或缺的重要基础材料。一般来说，把含碳量0.02％-2％的碳铁合金称为钢，含碳量大于2％的碳铁合金称为铸铁。根据不同的划分标准，又可以将钢划分成不同的类别。按照钢的化学成分可以分为碳素钢和合金钢：

碳素钢中的成分除了铁和碳外，还含有在冶炼中难以除净的少量硅、锰、磷、硫、氧和氮等。根据含碳量大小，将碳素钢分为低碳钢(含碳小于0.25％)、中碳钢(含碳0.25％～0.6％)和高碳钢(含碳大于0.6％)。

合金钢是特意加入或超过碳素钢限量的合金元素的钢，以便使其具有一般碳素钢不具备的强度、韧性、耐蚀性、耐磨性、耐热性、红硬性等特殊性能。这些合金元素包括锰、硅、矾、铬、镍、钛、钒等。合金元素总含量小于5％为低合金钢，5％～10％为中合金钢，大于10％为高合金钢。

总体上讲钢具有较好的加工性能，但是随着合金元素含量的提高，合金钢特别是高合金钢一般情况下都表现为：工艺塑性下降、变形温度区间变窄、脆性增大、变形抗力加大，从而使得加工难度越来越大。合金钢产品的高加工难度，不但导致加工时耗材、耗时、高成本、所用装备吨位高，而且成品质量难以得到保证，因此合金钢高端无缝管材制造技术一直是限制合金钢无缝钢管发展的难题之一。

在现有技术中，对于中大口径(外径为Φ250mm以上)、中厚壁(径壁比为25以下)、合金钢高端无缝管材的加工，基本上都需要管坯成形工艺，即将实心坯料事先加工成空心荒管(一般为实心坯穿成荒管，或者是实心锭锻造后再通过冲孔、扩孔成荒管)，然后再对所述空心荒管进行压力加工成形，最后经精整等工序制造出成品，这不但耗时、耗材、成本高，而且需要配备各类大型设备，工艺和质量均难以控制。

上世纪中叶，逐渐发展起来一项叫径向锻造的技术，即所谓的GFM.，最早是由奥地利率先开发出来的，现在也被通称为RFM(Radial ForgingMachine)。该技术的基本原理就是通过沿工件圆周上布置的多个锤头(2-8)以高频率(一般都在200次/min以上)反复同步锻击工件，以形成叠加变形(每次锤击的变形量不大)，这可使工件断面上获得锻透性较强的成形，导致断面表层、中层和心部的晶粒尺寸差异性明显缩小，从而赋予锻件以最佳的组织和综合性能；径向锻造成形的应变状态还有助于消除可能造成工件完好性遭到破坏的各类表层和内部缺陷；锻造精度高(±2mm)；高频率的同步锤击使变形区能在准绝热的等温条件下(温降ΔTJ≈温升ΔTSH)完成每个道次的锻制，并有可能实现工件的一火成形，导致径向锻造具有明显节能、降耗、省工时的优势；而且由于在径向锻造成形过程中横向宽展受到限制，减少了不利的附加变形及其可能引起的巨大附加应力，可使轴向延伸得到高度发展。因此，径向锻造作为一种高精度、高效率的现代塑性成形技术之一，得到了令世人瞩目的发展，并日益受到业内人士的青睐，因而人们试图从径向锻造技术出发来开辟一条制造中大口径、中厚壁、合金钢高端无缝管材的新途径。

但是，径向锻造成形技术的应用发展尚不够均衡：用于中小尺寸件的生产居多，用于大型件的生产偏少；用于实心轴件的生产居多，用于管体件的生产偏少。特别值得一提的是，由于种种原因，径向锻造成形技术在被用作生产中大口径、中厚壁、合金钢高端无缝管材方面，尚未显现出其应有的优势，其中一个重要原因就在于尚未找到一种能为径向锻造机提供合适管坯的有效途径。所以，尽管有采用径向锻造技术来生产中大口径、合金钢无缝管材的尝试，但一直难以达到预期效果。

发明内容

为了解决上述现有技术中耗时、耗材、成本高，而且需要配备各类大型设备，工艺和质量均难以控制的问题，本实用新型提供了一种用于径向锻造机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯，其特征在于：所述管坯包括离心铸造的合金钢空心荒管(1)和所述合金钢空心荒管(1)的一端或者两端固接的碳素钢“夹头料”(2)。

进一步，所述碳素钢“夹头料”(2)为长度300～800毫米的空心体。

所述碳素钢“夹头料”(2)为壁厚小于等于所述合金钢空心荒管(1)壁厚的圆管。

所述的固接优选为焊接。