[發明專利]一種無縫鋼管穿孔頂頭表面滲層工藝

在審

• 申請號: 201711077533.X
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107841708A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 于佳
• 申請（專利權）人: 于佳
• 主分類號: C23C8/70
• 分類號: C23C8/70;C21D9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無縫鋼管技術領域，尤其是一種無縫鋼管穿孔頂頭表面滲層工藝。

背景技術

頂頭時熱軋無縫鋼管生產是用到的主要模具，同時亦是主要易損件。由于頂頭是在高溫、高壓和急冷急熱的條件下工作，經受著機械疲勞和熱疲勞的作用，故多數頂頭主要失效形式是因熱強性、熱疲勞性能不足而開裂、踏鼻造成不能滿足生產需求。在GCr15鋼無縫鋼管穿管中，頂頭的平均穿鋼管壽命在50根。由于現有頂頭材料的熱強度性能、熱處理質量等原因所限，使得它的使用壽命不高，由此影響鋼管生產效率及質量。

現有的頂頭，通常采用H13鋼、球墨鑄鐵材料制作而成，其主要失效形式是因熱強性不足，而不能滿足生產要求。對GCr15鋼一類高強度材料的無縫鋼管的穿管頂頭的壽命問題尤為突出，對現有H13鋼的合金成分的改進需要投入大量資金，有大量的難題需要解決。因此，需要尋求一種優化現有頂頭材料的熱強性，低成本提高使用壽命的技術。

發明內容

針對上述現有技術的現狀，本發明所要解決的技術問題在于提供一種。降低生產成本，提高頂頭熱強度及熱疲勞性能的無縫鋼管穿孔頂頭熱處理工藝。

一種無縫鋼管穿孔頂頭表面滲層工藝，其特征在于，所述處理工藝包括以下步驟：

a、退火處理：將產品以≤60℃/h的速度緩慢加熱，加熱到800-900℃，進行保溫，保溫時間為2.5-3.5h，冷卻至250℃以下出 爐，經退火后的模塊硬度＜235HB，組織為珠光體+均勻分布的粒狀碳化物；

b、滲硼處理：將產品放置入硼砂浴中滲硼，熔池溫度保持在900-950℃恒溫，時間≤3h，將產品取出，自然冷卻到常溫；

c、淬火處理：將產品在中空下加熱，加熱溫度為1030-1060℃，保溫15-25min，再進行出爐空冷，當奧氏體化溫度到達1040℃時，碳化物較充分溶入奧氏體中，使奧氏體中的碳及合金元素的量增加，淬火得到的馬氏體明顯細化，提高淬火加熱溫度使熱循環后抗軟化能力增強，這是由于其強度儲備大，同時高溫奧氏體化使固溶體中合金元素含量增加，這本身就延緩了回火轉變，硬度下降趨緩，從而提高了抗熱疲勞性能。

d、回火處理：將產品保溫回火，溫度為330-370℃，保溫2.5-3.2h，低溫回火處理后，沒有完全轉變成馬氏體組織，大多數是屈氏體，但組織比頂頭原始組織細膩，測量硬度明顯增高，也有利于提高頂頭壽命。

與現有技術相比，本發明的優點在于：通過改變產品在淬火及回火工藝時的參數，采用1060℃空冷+低溫回火后基體呈回火屈氏體+馬氏體，組織變得細小，滲硼層獲得進一步的擴散，隨著滲層硼濃度的改變滲層厚度增加，脆性改善，測量硬度明顯增高，有利于頂頭的延長使用壽命。

具體實施方式

下面結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的是實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

優選實施例

一種無縫鋼管穿孔頂頭表面滲層工藝，其特征在于，所述處理工藝包括以下步驟：a、退火處理：將產品以≤60℃/h的速度緩慢加熱， 加熱到880℃，進行保溫，保溫時間為3h，冷卻至250℃以下出爐，經退火后的模塊硬度＜235HB，組織為珠光體+均勻分布的粒狀碳化物；b、滲硼處理：將產品放置入硼砂浴中滲硼，熔池溫度保持在930℃恒溫，時間≤3h，將產品取出，自然冷卻到常溫；c、淬火處理：將產品在中空下加熱，加熱溫度為1040℃，保溫20min，再進行出爐空冷，當奧氏體化溫度到達1040℃時，碳化物較充分溶入奧氏體中，使奧氏體中的碳及合金元素的量增加，淬火得到的馬氏體明顯細化，提高淬火加熱溫度使熱循環后抗軟化能力增強，這是由于其強度儲備大，同時高溫奧氏體化使固溶體中合金元素含量增加，這本身就延緩了回火轉變，硬度下降趨緩，從而提高了抗熱疲勞性能。d、回火處理：將產品保溫回火，溫度為350℃，保溫3h，低溫回火處理后，沒有完全轉變成馬氏體組織，大多數是屈氏體，但組織比頂頭原始組織細膩，測量硬度明顯增高，也有利于提高頂頭壽命。

與現有技術相比，本發明的優點在于：通過改變產品在淬火及回火工藝時的參數，采用1060℃空冷+低溫回火后基體呈回火屈氏體+馬氏體，組織變得細小，滲硼層獲得進一步的擴散，隨著滲層硼濃度的改變滲層厚度增加，脆性改善，測量硬度明顯增高，有利于頂頭的延長使用壽命。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的技術人員應當理解，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行同等替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神與范圍。