液壓油缸缸筒用鋼管技術(shù)工藝
液壓油缸基本上由缸筒、缸蓋、活塞和活塞桿與密封裝置組成，而缸筒是形成內(nèi)腔盛裝流體的關(guān)鍵元件，因此缸筒的耐承受壓力、耐磨性、疲勞強(qiáng)度等綜合性能對(duì)液壓油缸的壽命起到關(guān)鍵性作用。通常對(duì)缸筒要求是能耐受20MPa以內(nèi)壓力(持續(xù)壓力)，對(duì)于攪拌和壓力的應(yīng)用，甚至可達(dá)到55MPa。因此，在制作液壓缸缸筒時(shí)，對(duì)缸筒用鋼管的技術(shù)條件都作出了明確的限定。對(duì)液壓油缸缸筒用鋼管(簡(jiǎn)稱缸筒用鋼管)通常采用如下幾個(gè)工藝：去應(yīng)力退火工藝，正火熱處理工藝，調(diào)質(zhì)熱處理工藝等，上述熱處理工藝生產(chǎn)的鋼管具有不同的技術(shù)性能，適合不同環(huán)境下工作的液壓油缸。
1 缸筒用鋼管的技術(shù)條件
制作27SiMn材質(zhì)的液壓油缸缸筒時(shí)，對(duì)鋼管的技術(shù)條件要求如下。
1.1化學(xué)成分
1.2力學(xué)性能
抗拉強(qiáng)度Rm≥860MPa，屈服強(qiáng)度ReH≥760MPa;伸長(zhǎng)率A5≥12%，收縮率Ψ≥40%;沖擊功AkV2(20℃)≥39J;硬度240∼280HBW。
1.3工藝性能
常溫下水壓試驗(yàn)?zāi)苣褪?5∼30MPa壓力(持續(xù)壓力)。
1.4金相組織
脫碳層≤0.20mm;在低倍組織方面，鋼管的一般疏松、中心疏松、偏析均≤2級(jí)，不得有縮孔殘余、皮下氣泡、白點(diǎn)、翻皮、分層、裂紋和其他夾雜存在;金相組織為回火索氏體+珠光體，3級(jí)。
1.5表面粗糙度
表面粗糙度Rа≤12.5µm。
1.6幾何尺寸精度
內(nèi)外徑的尺寸公差均為±0.15mm。
2 冷拔鋼管與缸筒技術(shù)條件的差距
一般以冷拔鋼管作為液壓缸筒原料，以外徑121mm、內(nèi)徑98mm冷拔狀態(tài)下的鋼管為例，其幾何尺寸精度、性能分別見表2和表3，鋼管表面粗糙度為3.2µm，無脫碳層。對(duì)冷拔后的鋼管精度和性能進(jìn)行分析，得出：
①鋼管的幾何尺寸精度、表面粗糙度完全滿足液壓油缸缸筒所需技術(shù)條件;
②與技術(shù)要求相比，鋼管的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、沖擊功、硬度(HBW)分別低了8.7%、11.2%、21.0%、33.8%、60.3%、36.5%。
3 冷拔鋼管常見的熱處理工藝
根據(jù)鋼管經(jīng)過冷加工后的性能情況，結(jié)合液壓油缸缸筒技術(shù)條件要求，在實(shí)際生產(chǎn)中大多采取以下熱處理工藝進(jìn)行處理。
3.1去應(yīng)力退火工藝
該工藝是采取低于再結(jié)晶加熱溫度的熱處理工藝，目的在于消除由于塑性形變加工造成的鋼管內(nèi)殘余應(yīng)力，但仍保留冷加工硬化效果，以保障鋼管的性能和防止鋼管產(chǎn)生形變開裂。對(duì)于27SiMn材料，具體的去應(yīng)力退火工藝為：加熱至480∼500℃，保溫180min,經(jīng)去應(yīng)力退火后，對(duì)鋼管進(jìn)行檢測(cè)，其幾何尺寸精度、性能分別見表4和表5;鋼管表面粗糙度為12.5µm，無脫碳層;金相組織為帶狀鐵素體+珠光體，鐵素體晶粒度為9級(jí)。
對(duì)上述經(jīng)去應(yīng)力熱處理后鋼管的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，得出：
①鋼管的幾何尺寸精度基本無變化;
②鋼管的伸長(zhǎng)率、斷面收縮率及表面粗糙度達(dá)到技術(shù)要求;
③鋼管的沖擊功比冷加工狀態(tài)下提高83%，但是依然未達(dá)到液壓油缸缸筒的技術(shù)要求;
④鋼管的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及硬度在冷加工基礎(chǔ)上大幅降低;
⑤鋼管的金相組織比冷加工狀態(tài)下稍微有所改善，但是與液壓油缸缸筒的技術(shù)要求相差甚遠(yuǎn)。
由于去應(yīng)力退火的特性主要是消除金屬的內(nèi)應(yīng)力，在熱處理工藝中加熱溫度沒有超過材料的相變溫度，只是接近再結(jié)晶溫度，所以去應(yīng)力退火過程中，金屬材料的組織基本不發(fā)生變化。當(dāng)一般環(huán)境下使用的液壓油缸缸筒對(duì)材料性能和耐沖擊韌性以及疲勞強(qiáng)度要求較低時(shí)，可以采取上述熱處理工藝生產(chǎn)。