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冷拔鋼管的力學(xué)原理

冷拔鋼管力學(xué)原理：冷拔時(shí)鋼管在力的作用下通過(guò)一定形狀、尺寸的模具，發(fā)生塑性變形。目前，在生產(chǎn)中的拔制方法大致可分成3種：縮徑拔管、減外壁拔管和減內(nèi)壁拔管，冷拔時(shí)，鋼管在拉拔力、正壓力和摩擦力的作用下，發(fā)生相應(yīng)的變形，大都經(jīng)過(guò)縮徑、減壁和定徑3個(gè)階段，而且變形區(qū)內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，其中軸向?yàn)槔瓚?yīng)力，徑向和周向?yàn)閴簯?yīng)力，拔管過(guò)程中金屬處于一向拉和兩向壓應(yīng)力狀態(tài)，這是冷拔鋼管變形過(guò)程的基本力學(xué)特征。

冷拔鋼管正是發(fā)生了加工硬化。冷拔時(shí)金屬發(fā)生塑性變形，晶體內(nèi)部有多個(gè)滑移系啟動(dòng)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)彼此攔截，許多位錯(cuò)被釘扎住，造成位錯(cuò)塞積，同時(shí)位錯(cuò)源停止動(dòng)作。上述一系列過(guò)程導(dǎo)致了位錯(cuò)的可動(dòng)性降低，晶體中的位錯(cuò)密度顯著增加。當(dāng)塑性變形進(jìn)一步發(fā)生，應(yīng)力增加并足以使釘扎的位錯(cuò)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，螺位錯(cuò)交滑移，刃位錯(cuò)不能交滑移，這樣發(fā)生位錯(cuò)交截，使不動(dòng)階數(shù)增。

冷拔鋼管的調(diào)質(zhì)處理

冷拔鋼管的調(diào)質(zhì)處理是指管材在淬火后再進(jìn)行高溫回火，目的很簡(jiǎn)單，就是使調(diào)質(zhì)后的冷拔鋼管具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能。整個(gè)工藝過(guò)程中，作為關(guān)鍵的就是調(diào)制處理工藝的加溫時(shí)間、保溫時(shí)間、冷卻速度及冷卻介質(zhì)等參數(shù)的把握，這些都是要看具體的材料、具體技術(shù)要求決定的。

經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理之后的冷拔鋼管發(fā)生了很大的變化，它不僅能夠保持較高的強(qiáng)度，與此同時(shí)還具有很好的塑性和韌性，更能符合各種不同工況的應(yīng)用需求。為避免盲目性，要根據(jù)系統(tǒng)基本原理，進(jìn)行綜合分析、邏輯判斷，找出冷拔鋼管故障部位。由于冷拔鋼管故障診斷是建立在運(yùn)行記錄及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎(chǔ)之上的，所以建立系統(tǒng)運(yùn)行記錄是關(guān)鍵的；而且具備一定檢測(cè)手段，也能對(duì)冷拔鋼管故障做出準(zhǔn)確的定量分析。

如何提高冷拔鋼管內(nèi)壁的耐磨性？

冷拔鋼管具有內(nèi)外壁無(wú)氧化層、承受高壓無(wú)泄漏、高精度、高光潔度、冷彎不變形、擴(kuò)口壓扁無(wú)裂縫、表面已作防銹處理等特點(diǎn)，主要用于機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓設(shè)備及汽車摩托車的氣動(dòng)或液壓元件，如氣缸或油缸等。

初始階段是脫落切削階段，這種定壓珩磨，開(kāi)始時(shí)由于孔壁粗糙，油石與孔壁接觸面積很小，接觸壓力大，孔壁的凸出部分很快被磨去。而油石表面因接觸壓力大，加上切屑對(duì)油石粘結(jié)劑的磨耗，使磨粒與粘結(jié)劑的結(jié)合強(qiáng)度下降，因而有的磨粒在切削壓力的作用下自行脫落，油石面即露出新磨粒，此即油石自銳。

第二階段是破碎切削階段，隨著珩磨的進(jìn)行，孔表面越來(lái)越光 ，與油石接觸面積越來(lái)越大，單位面積的接觸壓力下降，切削效率降低。同時(shí)切下的切屑小而細(xì)，這些切屑對(duì)粘結(jié)劑的磨耗也很小。因此，油石磨粒脫落很少，此時(shí)磨削不是靠新磨粒，而是由磨粒尖切削。因而磨粒尖負(fù)荷很大，磨粒易損壞、崩碎而形成新的切削刃。

第三階段為堵塞切削階段，繼續(xù)珩磨時(shí)油石和孔表面的接觸面積越來(lái)越大，極細(xì)的切屑堆積于油石與孔壁之間不易排除，造成油石堵塞，變得很光滑。因此油石切削能力極低，相當(dāng)于拋光。若繼續(xù)珩磨，油石堵塞嚴(yán)重而產(chǎn)生粘結(jié)性堵塞時(shí)，油石完全失去切削能力并嚴(yán)重發(fā)熱，孔的精度和表面粗糙度均會(huì)受到影響。

冷拔鋼管采用滾壓加工，由于表面層留有表面殘余壓應(yīng)力，有助于表面微小裂紋的封閉，阻礙侵蝕作用的擴(kuò)展。從而提高表面抗腐蝕能力，并能延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生或擴(kuò)大，因而提高冷拔鋼管疲勞強(qiáng)度。通過(guò)滾壓成型，滾壓表面形成一層冷作硬化層，減少了磨削副接觸表面的彈性和塑性變形，從而提高了冷拔鋼管內(nèi)壁的耐磨性，同時(shí)避免了因磨削引起的傷害。滾壓后，表面粗糙度值的減小，可提高配合性質(zhì)。