從現場生產經驗可知,在相同的擴徑量和坯料管條件下,頂推式擴管工藝擴制的荒管壁厚不均勻程度比拉拔式擴管小一些。其主要原因:一是頂推式擴管時,擴制速度較慢,擴制過程比較穩定,拉桿不易發生抖動和歪斜;二是頂推式擴管時坯料管是局部加熱的,未經加熱的坯料管會對擴制變形區的金屬起到剛端作用,使得金屬變形的協調性增強。
拉拔式擴管或頂推式擴管時,由丁坯料管的外徑和壁厚處于自由變形狀態,因此整個擴制過程對坯料管壁厚變化的控制能力很弱,如果坯料管的壁厚選擇不合理,那么也會造成擴制后的荒管因壁厚不合(超正差或超負差)而判廢。
頂推式擴管時,在一定的D/S值范圍內,可以按以下經驗公式來選擇坯料管的平均壁厚:
在一定的范圍內,k值還與坯料管的擴制溫度、鋼種等因數有關,可按表5-1選取。
拉拔式擴管時,坯料管的平均壁厚計算公式為:
式中S1—擴制后荒管的平均壁厚,mm;
D0—坯料管的平均直徑,mm;
D1—擴制后荒管的平均直徑,mm;
C—燒損系數,根據加熱次數而定,C = 0.98~0.96,一火加熱時取0.98,多火加熱時取0.96。
在上式中,因D0是未知數,一般可以先行假設坯料管的一個平均壁厚S0?,得到一個相應的平均外徑D0?。根據D0?,再求出S0",然后進一步得到D0"。這樣以漸近計算法,一次或數次就可以計算得出較為準確的S0。
另外,縱軋擴管時的穩定性也會影響荒管的壁厚不均。若頂頭發生抖動和軋制線歪斜,則荒管的壁厚不均會明顯增大。
因此,為了減小縱軋法擴制的荒管壁厚不均,應控制擴徑量,選擇壁厚適中且精度較高的坯料管并保證對其加熱均勻;調整好軋制中心線,提高無縫鋼管擴管過程的穩定性。