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精密钢管二辊斜轧穿孔坯料的生产

在由两个同向旋转且辊轴交叉倾斜的轧辊、两块导板(或导盘)以及顶头构成的孔型中把实心管坯穿轧成空心毛管的工序(见管坯穿孔)。1884年由德国曼内斯曼(R．＆M．Mannesmann)兄弟发明。他们在锻道圆坯的实践中发现，圆坯在边旋转边压缩的过程中，中心会出现破裂，形成不规则的小孔——孔腔(cav1ty)，由此得到启发，设想用二辊斜轧法来生产无缝管。开始采取无顶头斜轧，获得的管子内孔很小且很粗糙，不能应用，后来改为加顶头斜轧获得了成功。后人又对导向工具、轧辊形状和数量等做了改进，相继出现了带导盘的二辊斜轧穿孔、三辊斜轧穿孔、菌式穿孔机穿孔以及盘式穿孔机穿孔等。

二辊斜轧穿孔机的变形区大致可分为4个区域(见图)。

1区主要作用是为穿孔做准备和顺利地实现一、二次咬入(见斜轧穿孔原理)。由于轧辊入口锥表面有锥度，沿穿孔方向(轴向)前进的管坯逐渐在径向受压缩，被压缩部分的金属一部分向横向(导板方向)流动，使坯料断面由圆形变成椭圆形，而表层金属向轴向延伸，因此在坯料前端会形成一个喇叭口状的凹陷，此凹陷和定心孔一起保证了穿孔时顶头鼻部对准坯料中心，以减小毛管前端的壁厚不均。

Ⅱ区为穿孔区。主要作用是穿孔，即使实心坯变成空心的毛管。该区从金属与顶头相遇开始到与顶头圆锥带始端接触为止，主要是压缩壁厚，被压缩的金属向横向和纵向流动，但横向流动受到导板的限制，所以纵向延伸变形是主要的。在穿孔机上穿孔毛管可有很大的延伸系数， 到5以上，这是斜轧穿孔的特点。

Ⅲ区为展轧区。该区顶头母线和轧辊母线近似平行，主要作用是展轧(均整)管壁，改善管壁的尺寸精度和内外表面质量。

Ⅳ区为转圆区。该区的作用是靠轧辊旋转加工把椭圆形的轧件转圆。该区长度很短，变形属塑性弯曲变形

精密钢管斜轧延伸

    用斜轧方式进行的毛管轧制工艺。斜轧延伸分二辊斜轧延伸和三辊斜轧延伸两类。主要在阿塞尔(Assel)和特朗斯瓦尔(Transval)三辊轧机以及狄舍尔(Diescher)和改进型狄舍尔(Accu-Roll)二辊轧机(见图)上进行。斜轧延伸所以获得发展是因为它具有独特的优点，如轧出的管子尺寸精度很高，设备和工艺过程简单，能靠分散变形的积累而获得大变形量等。

    在阿塞尔轧机上进行的斜轧延伸主要用于轧制高n精度的厚壁管(D/S≥11～12)，生产薄壁管则比较困难，原因是：由于变形孔型由3个轧辊构成，密闭性差，轧制薄壁管尾端时容易出现尾三角。为了能在三辊延伸机上轧制薄壁管，发明了在轧制过程中可以回转轧机牌坊的特朗斯瓦尔轧机。轧制尾端时利用回转牌坊迅速将前进角(轧辊轴线与轧制线问夹角)减小，一方面降低轧制速度，另一方面放大轧辊脊部内接圆直径，使尾端壁厚增加，提高管子稳定性，防止出现尾三角。也可在轧制即将结束时采取快开辊方式增加管端壁厚。采取这些措施后D/S可达30，小壁厚为2.5mm，但缺点是尾端切头量增加。为此又发明了在线外预先减小毛管尾端壁厚后再进行毛管延伸的方法，这样既防止了尾三角出现，又减少了切尾端长度。

    在狄舍尔轧机上的斜轧延伸时，由两个主动旋转的导盘作为导向工具，与长芯棒和桶形轧辊一起构成变形区。导盘圆周速度大于管子轴向运动速度，导盘给予金属轴向拉力，有利于轧制薄壁管。改进型狄舍尔轧机使用锥形轧辊和限动芯棒，由于轧辊轴向速度与轧件速度相一致，金属变形更为合理。此外，中国北京科技大学研制成功一种拉力芯棒斜轧延伸机，轧管时芯棒轴向运动速度大于管材轴向运动速度，通过芯棒给予管材轴向拉力和用导板密封变形区可轧制内表面粗糙度低的薄壁管。