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冷拔管因其良好的综合性能,在国民经济的各个行业中应用广泛。高速发展的行业需求对冷拔管的服役性能提出了更高的要求,尤其是精度方面,因此分析优化现有的冷拔工艺,提高管材质量和生产效率是亟需解决的问题。本课题结合实验分析和数值分析,对现有酸洗工艺的合理性进行了验证,通过正交实验优化了常温磷化工艺的关键参数实验,数值分析了冷拔过程中不同区域的应力分布规律,探究了钢管在冷拔过程中的成形机理和不同工艺参数对拔制力的影响,并对现有的锥形模进行了优化。 本文的主要研究内容如下: (1)分析验证现有酸洗工艺的合理性,通过对一个酸洗周期内不同时间段酸洗后的试样进行拉伸实验测试,结果显示试样抗拉强度、屈服强度、截面收缩率和断后伸长率等塑性指标稳定,所有试样的断后伸长率的减小幅度均在2%以内,说明没有出现氢脆等缺陷;测试结果也发现酸洗后试样的塑性形变指标会变小。 (2)通过正交实验法得到了20钢常温磷化工艺参数的佳条件:总酸度为120,磷化时间为30min,促进剂点数为6时磷化效果佳。SEM分析发现优化参数下的锌系磷化膜表面形貌致密度较好,膜层以条状形态为主且较为粗大;使用表调剂进行表面活性处理后得到的磷化膜耐腐蚀性提高、磷化膜层次感分明,整体厚度均匀且表面覆盖完全,膜层颗粒精细,呈松针状排列且较为致密。 (3)对锥形模的冷拔过程进行了数值分析,得到了钢管在入模、稳定拔制和脱模三个阶段的径向、轴向的应力分布情况,根据塑性变形原理获得了钢管不同变形区域的应力状态,分析了成品管壁厚和管径精度存在误差的机理,并把钢管的拔制力变化规律分成了划为起始、入模、流动、稳定及脱模这五个阶段。 (4)探讨了摩擦系数、模锥角、壁厚和冷拔速度等不同工艺参数对拉拔力的影响,根据钢管在减壁扩径过程中的应力特点以及拔制力与不同工艺参数之间的关系,对现有的冷拔模具进行了优化,提高了成品管直径和壁厚的精度。 冷拔油缸管优点： 1、提高表面粗糙度，粗糙度基本能达到Ra≤0.08µm左右。 2、修正圆度，椭圆度可≤0.01mm。 3、提高表面硬度，使受力变形消除，硬度提高HV≥4° 4、加工后有残余应力层,提高疲劳强度提高30%。 5、提高配合质量，减少磨损，延长零件使用寿命，但零件的加工费用反而降低。

冷拔油缸管优点： 1、提高表面粗糙度，粗糙度基本能达到Ra≤0.08µm左右。 2、修正圆度，椭圆度可≤0.01mm。 3、提高表面硬度，使受力变形消除，硬度提高HV≥4° 4、加工后有残余应力层,提高疲劳强度提高30%。 5、提高配合质量，减少磨损，延长零件使用寿命，但零件的加工费用反而降低。 冷拔管的特点： 精密冷拔管是冷拔管中的一种，与普通产品相比，具有很高的精度。而我们要了解的就是关于精密冷拔管的主要特点和用途，以下就是详细的介绍： 精密冷拔管是通过工艺，也就是冷拔处理后的一种高精密的钢管材料，所以使得产品具有很多优点，包括管材内外壁没有氧化层、承受高压没有泄漏、、高光洁度、冷弯不变形、扩口、压扁无裂缝等。

冷拔精密钢管能改善成品管金属的机械性能：用拉拔方法生产，使毛坯得到30%以上的塑性变形，由于加工硬化而使成品管金属的强度限大为提高。一般在成品管内层强度限提高达60%。冷拔管是用无缝热轧钢管、直缝焊管为坯料，经过化学处理后在冷拔机上，通过特种变形原理设计的模具进行拉拔，生产出管。其尺寸精度达H10～H8，直线度达0.35～0.5mm/m，表面粗糙度达Ra1.6-0.4。 三、生产工艺 生产的冷拔钢管生产工艺流程如下：进料——外观检查——机械清理——机械清理——退火——矫直——管头加工——酸洗——中和——水 洗——鳞 化——皂 化——拉 拔——检 查——切定尺——珩 磨——端部加工——矫 直——总装——试压——装