[發明專利]無縫鋼管穿孔機頂頭表面堆焊強化的方法

無效

• 申請號: 201010201743.7
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN102284777A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 王樹保;尹志堅;陳紅輝
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼設備檢修有限公司
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02;B23K37/00
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

技術領域

本發明涉及一種無縫鋼管穿孔機頂頭表面堆焊強化的方法。

背景技術

穿孔機頂頭是制作無縫鋼管的重要部件，其主要用于軋制無縫鋼管生產過程中的鋼管頂孔，頂頭主要由鑄件組成，其形狀類似于子彈頭。頂頭在生產過程中受到高溫、大的軋制力、高摩擦磨損和多次冷熱疲勞的協同作用，造成使用壽命降低，使用數量大，消耗成本高。頂頭在高溫、高壓、高摩擦的工況條件下，表現出頂頭頭部塌鼻、粘著剝落、疲勞開裂等多種失效形式，失效的頂頭嚴重影響了無縫鋼管軋制質量。為了減少頂頭的失效，提高頂頭的使用壽命，目前主要從如下幾個方面進行改進：第一種是通過改變頂頭材料的化學成分來提高頂頭的使用性能，該方法一般通過調整合金元素的配比來實現，該方法提高了頂頭的制作成本，且改進能力有限；第二種是通過調整頂頭的尺寸或形狀結構來改善頂頭的使用壽命，但其改進能力也有限；第三種是改進頂頭的制作工藝，將澆鑄頂頭改進為鍛造頂頭，可以增加頂頭的致密性，以提高其使用壽命，但是鍛造工藝的成本高于澆鑄工藝，因此存在高成本的不足。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種無縫鋼管穿孔機頂頭表面堆焊強化的方法，利用本方法可顯著提高頂頭表面的強度，改善了頂頭的使用性能，降低了頂頭的制作成本，提高了頂頭的使用壽命，保證了無縫鋼管軋制質量。

為解決上述技術問題，本發明無縫鋼管穿孔機頂頭表面堆焊強化的方法，所述頂頭是鑄件或鍛件，本方法包括如下步驟：

步驟一、根據頂頭工藝尺寸數據，對頂頭坯料進行初機加工，頂頭頭部切削出堆焊厚度2-5mm，頂頭身體部位保留精加工余量0.5-1mm；

步驟二、將經初機加工的頂頭坯料作常規探傷處理，以發現隱含的裂紋或材料線性缺陷，如存在上述缺陷則頂頭坯料作返工處理；

步驟三、采用Ni基、Co基或金屬陶瓷合金材料對經切削的頂頭頭部進行堆焊形成堆焊層，堆焊采用等離子弧堆焊方法，并保證堆焊層與頂頭頭部基體充分熔合；

步驟四、根據頂頭工藝尺寸數據，將經頭部堆焊的頂頭作車削加工處理，滿足頂頭的最終尺寸要求；

步驟五、將經車削加工處理的頂頭作常規探傷處理，以發現堆焊層裂紋、氣孔或夾雜的缺陷，如存在上述缺陷則頂頭作返工處理；

步驟六、將經車削加工處理的頂頭進行表面熱氧化處理，以使頂頭表面產生隔熱和減磨的氧化膜。

上述頂頭在執行所述步驟三后，對所述堆焊層作車削加工，車削表面采用等離子弧堆焊方法再行堆焊可生成氧化膜的合金材料形成氧化膜，然后再執行步驟四至步驟六。

上述的Ni基材料是Ni含量為60-80％、C含量為0.1-0.3％、Co含量為0.2-7％、Cr含量為0.8-17％、Mn含量為0.7-1.5％、Mo含量為15.7-30％、Si含量為0-1.3％、W含量為0-5％、Fe含量為3-7％，余量為V，上述的Co基材料是Co含量為60-70％、C含量為0.5-1.5％、Cr含量為22-30％、Mn含量為1-1.5％、Ni含量為2-4％、Si含量為1-3％、W含量為8-10％，或另一種Co基材料是Co含量為55-70％、C含量為0.2-0.3％、Cr含量為25-30％、Mn含量為1-1.5％、Mo含量為4-6％、Ni含量為2-3％、Si含量為1％，上述含量是重量百分比。

上述可生成氧化膜的合金材料是C含量為0.15-0.3％、Ni含量為1.5-3％、Mn含量為0.3-0.7％、Si含量為0.3-0.6％、Cr含量為1.5-3％，Mo含量0.1-1.5％，W含量0。2-2.5％，Cu含量0.1-0.3％，Co含量。1-0.7％，余量為Fe，上述含量為重量百分比。

由于本發明無縫鋼管穿孔機頂頭表面堆焊強化的方法采用了上述技術方案，即首先對頂頭坯料進行初機加工，頂頭頭部切削出堆焊厚度并身體部位保留精加工余量；作常規探傷處理存在缺陷返工處理；采用Ni基、Co基或金屬陶瓷合金材料對頂頭頭部進行堆焊形成堆焊層并采用等離子弧堆焊方法，保證堆焊層與頂頭頭部基體充分熔合；將頂頭作車削加工至最終尺寸要求并探傷處理，存在缺陷返工處理；將頂頭進行表面熱氧化處理形成氧化膜。利用本方法可顯著提高頂頭表面的強度，改善了頂頭的使用性能，降低了頂頭的制作成本，提高了頂頭的使用壽命，保證了無縫鋼管軋制質量。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明：

圖1為無縫鋼管穿孔機頂頭的結構示意圖，

圖2為無縫鋼管穿孔機頂頭堆焊層的示意圖。

具體實施方式