螺纹管热轧成形工艺理论与试验研究.docx

螺纹管热轧成形工艺理论与试验研究郭正阳 1， 聂海雄 2， 秦建平 1（1. 太原科技大学 材料科学与工程学院, 山 西 太 原 030024； 2.太原重工股份有限公司,山 西 太 原 030024）摘 要： 介绍了目前螺纹管生产的现状，提出了一种螺纹管轧制新工艺，概述了新工艺的特点和成形原理，并对其变形过程进行有限元数值模拟和工业试验研究，验证新工艺的可行性。关键词： 斜轧； 螺纹管； 热轧成形； 工业试验中图分类号：TG335.7文献标识码：A文章编号：1001-3814(2011)23-0084-03Theory and Experiment Research on Hot-Rolled Forming Process for Screwed PipeGUO Zhengyang1, NIE Haixiong2, QIN Jianping1(1.College of Materials Science and Engineering，Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024，China; 2.Taiyuan Heavy Industry Co., Ltd, Taiyuan 030024，China)Abstract： The present production situation of screwed pipe was Introduced, a new process for screwed pipe rolling was put forward, the characteristics and forming principle of the new process was summarized. The deformation process by FE simulation and industrial experiment was researched, the new process feasibility was verifyied.Key words： skew rolling; screwed pipe; hot rolling; industrial experiment.螺纹管一般指具有外螺旋表面的产品， 如环形散热器（螺旋翅片管）、锚杆、丝杆等零部件。 目前这 些产品已广泛应用于石油化工领域、冶金，原子能等 部门。 经济效益和社会效益十分显著[1]。 这些产品常 用的加工方法基本是车削、冷滚压、焊接、模锻等，生 产周期长且成本高[2]。 对于某些批量生产的产品可 以采用螺旋孔型斜轧成型方法生产。 随着螺纹管产 品种类的增加和应用的日益广泛， 采用专用轧制设 备生产螺纹管将具有广阔的应用前景。 目前， 国内 对此项研究涉及较少。 本文在研究螺纹管斜轧的工 艺原理及其设备的基础上， 提出了一种螺纹管斜轧 新工艺—螺纹管热轧减径成型， 并且进行了理论和 工业试验研究。缺点，对于批量生产的螺纹管采用无切削加工，如滚压加工。滚压螺纹具有高的机械强度，且生产效率很 高，加工的零件表面质量也很高，但是为了得到高的 伸长率，在成形后必须进行退火处理。滚压是一种以 表面变形为主的塑性加工方法，螺纹高度有限。如果 要求较高的螺纹高度， 则需要采用冷斜轧的方法来 轧制螺纹管。目前，螺纹管斜轧工艺已经在机械制造 行业中得到了广泛应用。1.2 减径热轧螺纹管的新工艺现有螺纹管的斜轧成形工艺，是将等直径、等壁 厚的空心管坯料， 在冷状态下经过斜轧机主机轧制 成规定尺寸的螺纹管，基本都是等径轧制。为保证尺 寸精度，原料采用冷拔管。 为了节省成本，提高生产 效率，本文提出一种新的螺纹管生产工艺，该工艺采 用热轧方式，在一对轧辊上进行大幅度减径，同时轧 制出螺纹。原料采用的是穿孔后的毛管，不仅可以节 省成本，提高生产效率，而且可以进行后续热处理。 该工艺不需要像冷轧需要专门的热处理就能得到不 同性能的产品。本文通过理论与工业试验研究，验证 新工艺的可行性。螺纹管斜轧成形工艺概述11.1 传统螺纹管斜轧成形工艺简单讲， 螺纹管的加工方法就是切削加工和无 切削加工两种。 切削加工是一种成熟工艺，操作简 单方便，精度高，但是效率低，且在加工时切断了金 属的纤维， 降低了零件的机械强度。 为了克服上述工艺过程分析在螺纹管的斜轧过程中，轧件是一边成形，一边 成螺旋式前进。不管是在冷轧还是热轧下，金属成形 原理和特点都是不会变的。 但是，冷轧螺纹成形时，2收稿日期：2011-05-26作者简介：郭正阳(1984- )，男，河南洛阳人，助理工程师，硕士，主要 研究方向：钢材深加工技术；电话mailto:gao2