專利名稱：一種高精度、高強度鋼材料的冷擠壓方法
技術領域：
本發明屬于高性能金屬材料及特殊合金材料加工領域，主要是涉及一種高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法。
背景技術：
隨著我國載貨汽車系列的完善和國民經濟日趨發展，市場對各類專用汽車提出更高要求。特別是近幾年，我國的專用汽車品種和質量發展較快，在品種和性能方面都有較大進步。相應的對各類專用汽車多級缸式舉升系統中油缸產品性能方面提出的更高要求，油缸產品性能需要更加優越的材料取代更新，在確保焊接性能的基礎上，材料目標力學性能參數為:抗拉強度ob:≥700MPa，屈服強度os:≥600MPa，延伸率δ5 (%):≥ 12 ;煤礦機械行業內徑Φ100以下的液壓千斤頂產品，材料目標力學性能參數為抗拉強度ob:≥600MPa，屈服強度os:≥500MPa，延伸率δ 5 (%):≥15，斷面收縮率Ψ (%):≥45，沖擊功(室溫夏比V型缺口)≥39J。以前使用27SiMn調質處理材料，材料成本較高且焊接性能一般；不能實現在確保力學性能指標的基礎上提高材料的焊接性能的需求。

發明內容
本發明的目的是提供一種高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，通過冷擠壓加工方法產生塑性變形，大大提高了金屬材料的強度、硬度，該方法不僅能使金屬成型，而且能使金屬的組織和性能大大改善，提供一種質優價廉的取代產品。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，包括以下步驟:
1)將熱軋低合金結構鋼管進行正火處理，細化晶粒；
2)將鋼管依次經酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面處理；
3)使用內、外模具，讓鋼管在高精度、耐磨的冷作模具中通過，通過冷擠壓加工減小鋼管原始壁厚，控制單位減輕量在20-40%，然后進行去應力處理，得到機械性能及尺寸精度較原始材料明顯提高的冷拔材料。所述高精度、高強度鋼管的尺寸精度達到IT9-13級，屈服強度達到500_700MPa，表面粗糙度Ra為1.6-6.3。所述酸洗過程采用15-20%鹽酸溶液，處理時間為20-40分鐘。步驟I)中正火處理溫度為900_970°C。本發明通過減小鋼管原始壁厚(即冷擠壓加工)，控制單位減輕量(有效變形量)在30%。所述步驟3)中去應力處理時溫度為480°C -650°c，時間為3_5小時。所述低合金結構鋼材為Q235B、Q345B/C/D/E鋼管。本發明提供的高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，具有以下有益效果:1、本發明通過正火處理、表面處理和冷擠壓加工及去應力處理，克服了材料較低含碳量與高強度的矛盾，得到有一定強度，焊接性能良好的鋼管，并且該產品表面質量好、相當綜合機械性能優越，具有較高的性價比，市場前景廣闊。2、本發明通過冷擠壓加工使鋼管產生塑性變形，大大提高了金屬材料的強度、硬度。3、將正火、冷擠壓加工和去應力處理結合起來，能充分發揮金屬材料的強度潛力；隨著塑性變形程度的增加，金屬的強度、硬度提高而塑性下降。通過冷擠壓后的去應力熱處理，不僅材料力學性能指標滿足設計要求，且材料尺寸精度、抗拉及屈服強度較前期材料都有較大的提高，經濟效益明顯，市場前景廣闊，使得該鋼管成為一種質優價廉的取代產品。
具體實施例方式下面結合實施例來進一步說明本發明，但實施例僅在于說明本發明，而不是對其進行限制。實施例1:
將材料牌號Q345B，規格Φ 121 X 14的熱軋低合金結構鋼管:在900°C經正火處理，細化晶粒；然后進行表面處理工序，即酸洗、清洗中和、磷化、皂化，然后通過冷擠壓得到尺寸規格為Φ 102/ Φ 78的精密管，單位減輕量(有效變形量)為27.9% ;冷擠壓后在溫度500°C保溫4小時去應力處理，得到高精度、高強度的Q345B精密鋼管，具體技術指標如下:
尺寸精度:IT10-1T12，直線度:0.3-0.6mm/m,內外表面粗糙度Ral.6-6.3，基體硬度HB180-210,力學性能指標:抗拉強度ob:675/660MPa，屈服強度σ s:600/580MPa，延伸率δ 5 (%):18/20，斷面收縮率Ψ (%):75/77，沖擊功(室溫夏比V型缺口)Akv2 J:177,195,188、210、216、217。
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實施例2:
將材料牌號Q345B，規格Φ 102X12的熱軋低合金結構鋼管在930°C經正火處理，細化晶粒；然后進行表面處理工序，即酸洗、清洗中和、磷化、皂化，然后通過內、外模具精密冷擠壓得到尺寸規格為Φ 102.5/Φ84.5的精密管，即單位減輕量(有效變形量)為22.1% ;冷擠壓后在溫度480 V保溫5小時去應力處理，得到高精度、高強度的Q345B精密鋼管，具體技術指標如下:
尺寸精度:IT10-1T12，直線度:0.3-0.6mm/m,內外表面粗糙度Ral.6-6.3，基體硬度HB210-240,
力學性能指標:抗拉強度ob 780MPa,屈服強度σ s: ^ 660MPa,延伸率δ 5 (%):^ 14。實施例3:
將材料牌號Q235B規格Φ 245X10的熱軋低合金結構鋼管在970°C經正火處理，細化晶粒；然后進行表面處理工序，即酸洗、清洗中和、磷化、皂化，然后通過內、外模具精密冷擠壓得到尺寸規格為Φ 243/Φ 231的精密管；冷擠壓后在溫度650°C保溫3小時去應力處理，得到高精度、高強度的精密鋼管，即單位減輕量(有效變形量)為39.5%，具體技術指標如下:尺寸精度:IT10-1T12，直線度:0.3-0.6mm/m,內外表面粗糙度Ral.6-6.3，基體硬度HB180-210,力學性能指標:抗拉強度σ b:660MPa，屈服強度σ s:610MPa，延伸率δ 5 (%):16.5，斷面收縮率Ψ (%):61.5，沖擊功(室溫夏比V型缺口)Akv2 J:80、78、86
上述實施例中，酸洗過程采用質量濃度為15-20%鹽酸溶液，處理時間為20-40分鐘；磷化過程中采用磷酸鋅、錳鹽附著磷化膜進行磷化。所選材料中，Q235B就是指屈服強度≥245MPa材料，熱軋鋼管對表面粗糙度沒具體要求，只要求沒有裂紋、折疊、結疤、軋折和離層等缺陷。
≥345MPa材料。
權利要求
1.一種高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將熱軋低合金結構鋼管進行正火處理，細化晶粒； 2)將鋼管依次經酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面處理； 3)使用內、外模具，讓鋼管在高精度、耐磨的冷作模具中通過，通過加工減小鋼管原始壁厚，控制單位減輕量在20-40%，然后進行去應力處理，得到機械性能及尺寸精度較原始材料明顯提聞的冷拔材料。
2.根據權利要求1所述的高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:所述高精度、高強度鋼管的尺寸精度達到IT9-13級，屈服強度達到500-700MPa，表面粗糙度Ra為1.6-6.3。
3.根據權利要求1所述的高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:所述酸洗過程采用15-20%鹽酸溶液，處理時間為20-40分鐘。
4.根據權利要求1所述的高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:所述步驟2)中磷化過程中采用磷酸鋅、錳鹽附著磷化膜進行磷化。
5.根據權利要求1所述的高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:步驟I)中正火處理溫度為900-970°C。
6.根據權利要求1所述的高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:所述步驟3)中去應力處理時溫度為480°C _650°C，時間為3-5小時。
7.根據權利要求1所述的高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，其特征在于:通過減小鋼管原始壁厚即冷擠壓加工，控制單位減輕量在30%。
全文摘要
一種高精度、高強度鋼管的冷擠壓方法，通過對低合金結構鋼管進行正火處理、酸洗、磷化、皂化、冷擠壓、去應力處理等工藝處理過程；得到有一定強度，焊接性能良好的鋼管。本發明提供的方法克服了材料較低含碳量與高強度的矛盾，并且該產品表面質量好、綜合機械性能優越，具有較高的性價比，市場前景廣闊。
文檔編號C21D8/10GK103173599SQ20131008301
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月15日 優先權日2013年3月15日
發明者趙江華, 盧鳳云, 羅蕭凡 申請人:宜昌中南精密鋼管有限公司