不銹鋼管坯經冷軋后可以獲得尺寸精確、內外表面質量高、具有較高機械性能的不銹鋼管,也可生產出小直徑的不銹鋼薄壁管(直徑可小至8~15毫米,壁厚可薄至0.025毫米)及各種不銹鋼異型管。
冷軋不銹鋼管時延伸系數可高達8~12,而拉伸時每道最大不超過2.0(一般在1.5~1.8),因此冷軋可節省許多中間工序(退火、酸洗、矯直等),節約大量金屬,而且為生產低塑性不銹鋼管及合金管材創造了可能性。冷軋法可以降低生產成本、改善勞動條件、減少手工操作、生產也易機械化。用冷軋法生產不銹鋼管,在國內外都得到大力的發展。但是,冷軋管機結構復雜,維護麻煩,工具制造復雜,更換工具(更換孔型和芯)需要時間,生產率也低。
常見的二輥式冷軋管是在有活動座的特殊軋機上進行的。這種軋機的主要工具是一對有軋槽的軋輥和錐形芯頭。
在兩個軋輥的圓周上各有一個半圓形變斷面的軋槽,軋槽最寬部分的直徑與不銹鋼管坯外徑幾乎相同,最窄部分則與成品不銹鋼管外徑相同。軋槽固定在軋輥的凹槽中,兩個軋槽合成一個圓孔型。
當機座作往復直線運動并帶動軋輥作擺動時,圓孔型周期地變化它的直徑。當機座移至軋輥的位置時(最左),圓孔型直徑最大;當機座移到錐形芯頭的位置時(最右),其直徑最小。圓孔型直徑的變化逐漸發生,與座椅的移動密切相關。
錐形芯頭安裝在長芯棒的端頭上,正好放在圓孔型的中心位置,構成環形孔型。當機座移動時,此環狀孔型也隨軋輥的擺動而有規律地變化它的內外徑。
軋制過程中,芯頭和芯桿連同套在它上面的不銹鋼管坯一起,在機座移到最右時,由專門機構使它們繞自身軸線轉動一定角度;當機座移到最左時,不銹鋼管坯又由另外一個專門機構使其向前送進一個距離(進料)。這兩個動作只能間隙地分別進行,不能同時動作。
冷軋過程是將不銹鋼管坯套在安裝芯頭的芯棒上,將不銹鋼管坯的后端固定在特殊裝置上,前端導入孔型。座位在最左側時(原始位置)不銹鋼管坯向前輸入一定距離,座位向右移動時,輥壓縮不銹鋼管坯。當機座到達最右邊時,用特殊的機構將芯棒、芯頭和管子一起繞過自己的軸線旋轉60~90°后,機座向左移動的時候,輥子在剛軋制的部分不銹鋼管上再次進行精軋作業的機座到達最左邊時,不銹鋼管的坯子又進入一段,機座向右移動
大多數有色金屬和合金可以用冷軋法制作薄壁管,特別是對于塑性差的不銹鋼管和合金,如銅和硬鋁等,用冷軋法制作薄壁管更好。
不銹鋼冷軋管用坯料一般擠壓不銹鋼管坯料。對于一些合金,如硬鋁不銹鋼管坯,冷軋前退火,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~金屬0.5毫米,必須清除表面氧化物和污垢。軋制前應用乳液注入管內,以減小芯和管的摩擦,方便進料。軋制時,油泵將乳液(20%乳濁液和80%水)噴射到軋制區,減少摩擦,冷卻工具。
在軋完的不銹鋼管表面上常有容易看見的波紋,它是孔型在金屬上周期作用的結果。大的送料量和大的延伸系數1以及工具的磨損都會促使波紋增加。因此,軋制成品管時采用的供給量小于冷軋中間坯料。小的進料量也可以減少不銹鋼管橢圓度和壁厚的不均勻性。
軋制塑性好的金屬和采用小供給量時,軋制機每分鐘往復行程次數比軋制塑性差的合金多。正確選擇供給量和軋制機的行程次數具有非常重要的意義。因為決定了軋制機的生產率。
為了提高冷軋管機的生產率,必須采用較長的坯料和不銹鋼管的塑性。更重要的是改進工具的孔型設計,縮短維護時的停止時間。
近年來,為了提高冷軋管機的生產率,采用多管軋制。在國外有同時軋四根不銹鋼管的冷軋管機。美國冷軋管機可連續鑄造14.3×12.7毫米的不銹鋼管坯,軋制50.8×2.28毫米的管坯。軋制機往復行程次數,西德達到70~220次/分的不銹鋼管出口速度達到10-19米/秒。另外,為了滿足大直徑薄壁管的需要,采用了三輥式橫軋冷軋管的方法。