无缝钢管自动轧管生产中影响荒管壁厚不均的因素——顶头形状_工程技术

目前，自动轧管机使用的顶头有两种形状:锥形顶头和球形顶头。球形顶头相对于锥形顶头而言有许多好处。首先，它比较简便地解决了自动轧管机“自动”更换顶头的难题，并且，由于球形顶头没有固定的轧制带(任意一个“圆”都是轧制带)，因此，顶头寿命比锥形顶头高5倍以上，相应的荒管内表面质量也得到了显著改善。但由于球形顶头没有锥形顶头中用以最终校准荒管管壁的圆柱段，因此，它不利于提高无缝钢管的壁厚精度。锥形顶头和球形顶头轧管时的变形区如图5-5所示。

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锥形顶头锥面角的大小也会对荒管壁厚不均产生影响。过小的顶头锥面角虽然有利于毛管的二次咬人，但是会增大变形区中毛管内壁与顶头之间的接触面积，从而增加变形金属轴向延伸的限力，使金属的横向宽展增加，荒管壁厚不均增大。试验证明，当顶头锥面角从7°增加到12°时，荒管的壁厚不均程度明显降低。但当顶头锥面角进一步增大时，尽管顶头和毛管内壁之间的接触面积会进一步减小，但过大的顶头锥面角会减小促使金属发生轴向流动的水平力(摩擦力的水平分址)，导致金属横向变形增加。如果考虑到咬入条件、轧制过程的稳定性、金属的纵向流动性和顶头的使用寿命等综合因素，实际生产中采用的顶头锥角以8°~10°伪宜。

顶头表面严重磨损之后，会增加金属轴向流动的阻力，不利于变形金属的轴向延伸而会增加荒管的壁厚不均。为了减小顶头的磨损，除应加强顶头的工艺润滑之外，还应研究顶头的材质及热处理工艺。当前，自动轧管机(φ76mm朴比)一般使用的顶头材质为20CrNi3A, 3Cr2W8, 3CrW8V。