影響冷拔油缸質量的因素及控制

郁周， 王和平

（淮北礦業集團機械總廠銷售處技術中心，安徽淮北235000）

1 問題的提出

冷拔加工具有生產效率高、表面質量好、機體強度高、無屑加工、材料利用率高等特點，在冷拔無縫管、冷拔不銹鋼管、冷拔圓鋼、冷拔卷管等相關行業有著廣闊的市場空間。特別是冷拔無縫鋼管在液壓油缸領域應用廣泛，用冷拔工藝取代了原有的調質、鏜孔等復雜、低效、高能耗的工藝過程，為近年油（氣）缸行業所普遍接受。但冷拔工藝看似簡單，其實它具有不直觀的特點。隨著近年冷拔產品市場的不斷升溫，對冷拔設備和工藝的探究顯得非常必要。

2 冷拔加工的工藝現狀

冷拔工藝用于油缸等的生產加工，近年持續走熱，但由于生產線總造價較高（一般在數百萬），技術相對封閉，缺乏系統的可操作的理論指導，同時冷拔設備生產廠家的冷拔管生產經驗往往相對不足。對冷拔工藝方面的投入和研究尚未引起相關企業的足夠重視，一些較成規模的冷拔管生產企業，由于技術力量、試驗條件、資金投入及經營意識的制約，往往停留在對量的追求上，對產品內在品質及成因關注不夠，這些都是市場初期的表現。基于上述原因，冷拔管（缸筒）的整體生產工藝水平一般，高端產品欠缺。

3 影響冷拔管等產品質量的主要因素及控制

為了做好而不僅僅是做成冷拔產品，近年來我們在冷拔工藝上進行了一些探索，并對影響冷拔產品質量的諸多要素歸納如下。

3.1 管坯質量

主要指管坯的材質、表面質量、內部是否有微傷、夾雜夾皮、壁厚差、螺紋線凹凸度、內外圓同心度、余量、硬度、延伸率及力學性能等。為此必須根據要求選擇管坯，并對管坯質量做全面的檢驗，保證管坯合格。

3.2 模具形狀尺寸和質量精度

模具尺寸設計與控制，主要指模具的外形、變形區角度、定徑帶尺寸、模具的材料、硬度、表面精度、減摩性、內外模的相對位置度要素的設計與控制等。

模具的尺寸（含角度等）和制造誤差是影響拔制力、工件最終尺寸、均壁效果及工件表面質量的關鍵要素，須根據具體的產品和工藝確定模具的尺寸和制造公差，在模具的材料選擇及熱處理方面，本著如何提高模具壽命、提高減摩效果、確保產品質量，降低成本等，選擇模具材料和制訂熱處理工藝。

模具的相對位置的不同，同一副模具，可拔出不同的工件尺寸。模具的定位及方式，內外模的相對位置等，對工件尺寸、拔制力及整體質量等有著明顯的影響。合理確定模具位置是保證產品質量的重要因素。

3.3 冷拔機的結構

主要指冷拔機的同心度、模具截面與拉桿的垂直度、整體剛度等。為此、我們一般采用自由浮動方式，利用兩點一線的原理解決同心度及垂直度的問題，這對于保證工件的直線度、圓度等，比機械強制式可靠。但是如果在拉拔時不能對工件進行有效夾緊，不僅影響操作和安全，也影響工件的尺寸精度和形狀誤差。因此夾緊系統應確保不產生夾扁、夾偏等現象，且自動夾緊與自動拔塞，效率高，工件端部變形小。

3.4 前處理質量

前處理質量主要指酸洗、磷化、皂化的質量，其中酸洗質量會影響管坯的表面潔凈度、氫脆性、生產效率等，磷化質量會影響表面潤滑程度、抗腐蝕性能等，皂化質量會影響拔制力、防粘連、防劃傷的水平等。總之，前處理質量的好壞，直接影響工件的潤滑、拔制力、表面質量和成品率、模具壽命、生產效率、防腐性能等，為了順利地拔出合格的產品，必須把好前處理質量關。合理的磷化配方，均勻的加熱、穩定的溫度控制，可有效保證磷化、皂化質量。另外，采用表面隔離法，可減少酸霧等的污染，用中和法既可降低用水量，亦可減少酸的污染。

3.5 拔制余量及道次

拔制余量大，成品強度、硬度高，均壁效果好，而脆性、應力大易變形，且道次多，有時需中間退火等，生產成本高；拔制余量小，則強度、硬度、均壁作用等不足。拔制余量不合理還會影響成品的尺寸誤差等。故總余量及每道次的余量在工藝上都要有合理的安排。

隨著熱軋管規格的加大，尺寸檔次拉開較寬，在沒有合適管坯的情況下，如果拔制道次太多，必然會加大成本，影響效率。我們在實現大口徑油缸的一次大變形量拔制方面有所突破，可一道完成正常2～3道次的變形量。另外，在余量制訂和分配等方面，應著力提高產品質量和提高效率。

3.6 熱處理工藝

熱處理工藝直接影響產品的應力、硬度、強度、塑性、耐磨性、耐疲勞性、碳及合金含量的穩定性、形狀尺寸穩定性、生產效率等。為此，必須根據使用要求、材質、拔制過程變形率、應力大小等制訂熱處理工藝方案，合理安排熱處理的工序排次、加熱方式、溫度、時間、冷卻方式等。

4 結語

通過生產線設備設計、制造、模具設計、產品生產工藝等方面不斷嘗試研究，有了一定的技術積累。在總結國內外同類生產線設備及工藝的基礎上，從貼近我國管坯、材料、成品要求等生產實際出發，設計制造冷拔生產線，制訂產品工藝措施，以較低的成本、較高的效率，生產出優質的油缸產品及其它冷拔產品等。我們還專門成立了相關設備工藝研究機構，在冷拔油缸及其后續加工方面進行了有益的探索。