冷軋后,不銹鋼管坯可獲得尺寸準確、內外表面質量高、機械性能高的不銹鋼管,也可生產小直徑不銹鋼薄壁管(直徑可小至8~15mm,壁厚可薄至0.025毫米)和各種不銹鋼異型管。
冷軋不銹鋼管的延伸系數可達8~12,最大拉伸系數不超過8~122.0(一般在1.5~1.8),因此,冷軋可以節省大量的中間工藝(退火、酸洗、矯直等),節省大量的金屬,并為生產低塑性不銹鋼管和合金管創造可能性。冷軋方法可以降低生產成本,改善勞動條件,減少手動操作,生產也容易機械化。不銹鋼管采用冷軋方法生產,在國內外得到了大力發展。但冷軋管機結構復雜,維護麻煩,工具制造復雜昂貴,更換工具(換孔、芯)耗時,生產率低。
常見的二輥冷軋管是在具有移動工作座椅的特殊軋機上進行的。這種軋機的主要工具是一對帶有軋槽的軋輥和錐形芯頭。
在兩個軋輥的圓周上有一個半圓形變段的軋槽。軋槽最寬部分的直徑與不銹鋼管坯的外徑幾乎相同,最窄部分與成品不銹鋼管的外徑相同。軋槽固定在軋輥槽內,兩個軋槽合成圓孔。
當機座往復直線運動,驅動輥擺動時,圓孔周期性地改變其直徑。當機座移動到輥的位置(最左)時,圓孔直徑最大;當機座移動到錐芯(最右)時,直徑最小。圓孔直徑的變化是逐漸的,它與機座的運動密切相關。
錐形芯頭安裝在長芯桿的末端,剛好放在圓孔的中心,形成環孔。當座椅移動時,環孔也會隨著輥的擺動而定期改變其內外徑。
在軋制過程中,芯頭和芯桿與其上的不銹鋼管坯一起。當座椅移動到最右側時,專門機構將其繞軸旋轉一定角度;當座椅移動到最左側時,另一個專門機構將不銹鋼管坯送到一個距離(進料)。這兩個動作只能間隙進行,不能同時進行。
冷軋過程如下:將不銹鋼管坯套在安裝芯的芯桿上,將不銹鋼管坯后端固定在特殊裝置中,并在前端引入孔型。當座椅處于左側(原位置)時,不銹鋼管坯向前送入一定距離。當座椅向右移動時,軋輥壓縮不銹鋼管坯。當座椅到達最右側時,使芯桿、芯頭和管道繞軸旋轉60~90°之后,座椅再次向左移動;此時,軋輥在剛軋制的不銹鋼管上再次精軋;當座椅達到最左側時,不銹鋼管坯被送到另一段,然后座椅開始向右移動;這樣,不銹鋼管坯的外徑可以減小,壁厚可以減小,長度可以增加。
大多數有色金屬和合金可以通過冷軋制造薄壁管,特別是對于塑性差的不銹鋼管和合金,如銅和硬鋁,使用冷軋制造薄壁管更為優越。
不銹鋼冷軋管一般擠壓不銹鋼管坯。對于一些合金,如硬鋁不銹鋼管坯,冷軋前應退火,其他合金不需要退火。
冷軋不銹鋼管坯應筆直,內徑公差不得超過-0.2~ 0.5毫米;表面氧化物或污垢必須清除。軋制前,應將乳液注入管道中,以減少芯與管道之間的摩擦,使送料容易。軋制時,油泵應不斷將乳液(20%乳液和80%水)噴入軋制區域,以減少摩擦和冷卻工具。
在軋制的不銹鋼管表面經常有易見的波紋,這是孔型在金屬上周期的結果。大進料量和大延伸系數1和工具磨損會增加波紋。因此,軋制成品管的進料量小于冷軋中間坯料。小進料量也可以降低不銹鋼管的橢圓度和壁厚的不均勻性。
當軋制塑性好的金屬和采用小的送料量時,軋機在每分鐘內往復行程次數要多于軋制塑性較差的合金。正確選擇送料量和軋機行程次數,有著非常重要的意義,因為它們決定著軋管機的生產率。
為了提高冷軋管機的生產率,應使用較長的坯料,并盡可能利用不銹鋼管的塑性。更重要的是,改進工具的孔型設計,縮短維護時間。
近年來采用多管軋制,以提高冷軋管機的生產率。國外有四根不銹鋼管的冷軋管機。美國的一臺冷軋管機可以生產 114.3×12.7毫米連續鑄造的不銹鋼管坯軋制成 50.8×2.28毫米管。西德有一臺軋管機,往復行程70~220次/分;不銹鋼管出口速度可達10--19米/秒。此外,為了滿足大直徑薄壁管的需要,采用了三輥橫軋冷軋管的方法。