影响冷拔油缸质量的因素及控制

郁周， 王和平

（淮北矿业集团机械总厂销售处技术中心，安徽淮北235000）

1 问题的提出

冷拔加工具有生产效率高、表面质量好、机体强度高、无屑加工、材料利用率高等特点，在冷拔无缝管、冷拔不锈钢管、冷拔圆钢、冷拔卷管等相关行业有着广阔的市场空间。特别是冷拔无缝钢管在液压油缸领域应用广泛，用冷拔工艺取代了原有的调质、镗孔等复杂、低效、高能耗的工艺过程，为近年油（气）缸行业所普遍接受。但冷拔工艺看似简单，其实它具有不直观的特点。随着近年冷拔产品市场的不断升温，对冷拔设备和工艺的探究显得非常必要。

2 冷拔加工的工艺现状

冷拔工艺用于油缸等的生产加工，近年持续走热，但由于生产线总造价较高（一般在数百万），技术相对封闭，缺乏系统的可操作的理论指导，同时冷拔设备生产厂家的冷拔管生产经验往往相对不足。对冷拔工艺方面的投入和研究尚未引起相关企业的足够重视，一些较成规模的冷拔管生产企业，由于技术力量、试验条件、资金投入及经营意识的制约，往往停留在对量的追求上，对产品内在品质及成因关注不够，这些都是市场初期的表现。基于上述原因，冷拔管（缸筒）的整体生产工艺水平一般，高端产品欠缺。

3 影响冷拔管等产品质量的主要因素及控制

为了做好而不仅仅是做成冷拔产品，近年来我们在冷拔工艺上进行了一些探索，并对影响冷拔产品质量的诸多要素归纳如下。

3.1 管坯质量

主要指管坯的材质、表面质量、内部是否有微伤、夹杂夹皮、壁厚差、螺纹线凹凸度、内外圆同心度、余量、硬度、延伸率及力学性能等。为此必须根据要求选择管坯，并对管坯质量做全面的检验，保证管坯合格。

3.2 模具形状尺寸和质量精度

模具尺寸设计与控制，主要指模具的外形、变形区角度、定径带尺寸、模具的材料、硬度、表面精度、减摩性、内外模的相对位置度要素的设计与控制等。

模具的尺寸（含角度等）和制造误差是影响拔制力、工件最终尺寸、均壁效果及工件表面质量的关键要素，须根据具体的产品和工艺确定模具的尺寸和制造公差，在模具的材料选择及热处理方面，本着如何提高模具寿命、提高减摩效果、确保产品质量，降低成本等，选择模具材料和制订热处理工艺。

模具的相对位置的不同，同一副模具，可拔出不同的工件尺寸。模具的定位及方式，内外模的相对位置等，对工件尺寸、拔制力及整体质量等有着明显的影响。合理确定模具位置是保证产品质量的重要因素。

3.3 冷拔机的结构

主要指冷拔机的同心度、模具截面与拉杆的垂直度、整体刚度等。为此、我们一般采用自由浮动方式，利用两点一线的原理解决同心度及垂直度的问题，这对于保证工件的直线度、圆度等，比机械强制式可靠。但是如果在拉拔时不能对工件进行有效夹紧，不仅影响操作和安全，也影响工件的尺寸精度和形状误差。因此夹紧系统应确保不产生夹扁、夹偏等现象，且自动夹紧与自动拔塞，效率高，工件端部变形小。

3.4 前处理质量

前处理质量主要指酸洗、磷化、皂化的质量，其中酸洗质量会影响管坯的表面洁净度、氢脆性、生产效率等，磷化质量会影响表面润滑程度、抗腐蚀性能等，皂化质量会影响拔制力、防粘连、防划伤的水平等。总之，前处理质量的好坏，直接影响工件的润滑、拔制力、表面质量和成品率、模具寿命、生产效率、防腐性能等，为了顺利地拔出合格的产品，必须把好前处理质量关。合理的磷化配方，均匀的加热、稳定的温度控制，可有效保证磷化、皂化质量。另外，采用表面隔离法，可减少酸雾等的污染，用中和法既可降低用水量，亦可减少酸的污染。

3.5 拔制余量及道次

拔制余量大，成品强度、硬度高，均壁效果好，而脆性、应力大易变形，且道次多，有时需中间退火等，生产成本高；拔制余量小，则强度、硬度、均壁作用等不足。拔制余量不合理还会影响成品的尺寸误差等。故总余量及每道次的余量在工艺上都要有合理的安排。

随着热轧管规格的加大，尺寸档次拉开较宽，在没有合适管坯的情况下，如果拔制道次太多，必然会加大成本，影响效率。我们在实现大口径油缸的一次大变形量拔制方面有所突破，可一道完成正常2～3道次的变形量。另外，在余量制订和分配等方面，应着力提高产品质量和提高效率。

3.6 热处理工艺

热处理工艺直接影响产品的应力、硬度、强度、塑性、耐磨性、耐疲劳性、碳及合金含量的稳定性、形状尺寸稳定性、生产效率等。为此，必须根据使用要求、材质、拔制过程变形率、应力大小等制订热处理工艺方案，合理安排热处理的工序排次、加热方式、温度、时间、冷却方式等。

4 结语

通过生产线设备设计、制造、模具设计、产品生产工艺等方面不断尝试研究，有了一定的技术积累。在总结国内外同类生产线设备及工艺的基础上，从贴近我国管坯、材料、成品要求等生产实际出发，设计制造冷拔生产线，制订产品工艺措施，以较低的成本、较高的效率，生产出优质的油缸产品及其它冷拔产品等。我们还专门成立了相关设备工艺研究机构，在冷拔油缸及其后续加工方面进行了有益的探索。