[發明專利]一種熱軋無縫鋼管穿孔機用復合導板及其制造方法

有效

• 申請號: 201810305796.X
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108456825B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 袁厚之;張凝;劉行一;王平
• 申請（專利權）人: 山東四方鋼管設備制造有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/06;C22C38/48;C22C38/50;C22C33/04;B21B19/04;B21B39/14
• 代理公司: 37205 濟南舜源專利事務所有限公司
• 代理人: 苗峻;楊婷

本發明屬于熱軋無縫鋼管穿孔機生產用工模具技術領域，具體涉及一種熱軋無縫鋼管穿孔機用復合導板及其制造方法。本發明的主要特征是根據穿孔機導板的服役條件和磨損失效后的狀況，設計一種雙金屬復合導板，即把導板分解為工作層和基體兩部分，及使兩部分金屬產生冶金結合的鑄造方法。本發明所述的熱軋無縫鋼管穿孔機用復合導板由耐高溫、耐沖擊、耐磨損、耐激冷激熱的工作和高強度高韌性耐高溫耐激冷激熱的基體組成，更加符合穿孔機導板的服役條件要求，在使用中表現出優良的性能，另外，本發明采用了合金減量化設計，綠色環保，大大降低了生產成本和使用成本。

技術領域

本發明屬于熱軋無縫鋼管穿孔機生產用工模具技術領域，具體涉及一種熱軋無縫鋼管穿孔機用復合導板及其制造方法。

背景技術

我國擁有數量最多、規格最全最大的新型無縫鋼管生產機組，從而成為世界第一鋼管生產大國，產量占世界總產量的1/2。

熱軋無縫鋼管的生產工藝流程主要包括管坯加熱、穿孔、軋制、定/減徑、精整等基本工序。其中主要熱變形工序為：穿孔、軋管和定/減徑。

目前應用最廣泛的穿孔設備是二輥斜軋穿孔機，在軋輥、導板和頂頭的共同作用下，將溫度為1100℃～1270℃的不同材質的實心管坯變成空心坯。穿孔工序可視為定型工序，即將軋件的圓形橫截面定為圓環狀橫截面的工序。穿孔后毛管質量的好壞直接關系到下道工序及最終產品質量，要求保證穿制的毛管壁厚均勻、螺旋線淺、橢圓度小、幾何尺寸精度高，同時要求毛管內外表面光滑，不得有結疤、折疊、劃傷、裂紋、凹凸不平等缺口。

工作中導板是固定不動的，和旋轉的軋輥、頂頭一起完成無縫鋼管軋制工作溫度最高的熱變形工序—穿孔。在穿孔過程中導板除導向作用外，還要限制橫向變形，增加孔型的封閉性，同時還要承受溫度在1100～1270℃紅熱鋼坯的沖擊、巨大壓應力下的滑動摩擦以及冷卻水的激冷作用，影響金屬的運動學和動力學。與其它鋼材生產中的導板單純導向作用相比，無縫鋼管穿孔機用導板的工作環境更加惡劣，要求導板具有耐高溫、耐沖擊、耐磨和耐激冷激熱等性能。因此導板的質量與使用壽命直接影響到無縫鋼管最終產品的成本和質量。

目前上述先進的無縫鋼管生產機組使用的穿孔機導板，材質為引進德國的G-X50NiCrW4828鑄造高鎳導板，其主要的化學成分為：C：0.75～0.85％；Si：≤1.5％；Mn：≤0.5％；Cr：27.0～29.0％；Ni：49.0～51.0％；W：4.0～5.5％；其余為Fe。

存在的局限和不足是：

其化學成分表明屬于鎳基高溫合金，合金含量大于83％，尤其使用了大量的貴金屬—鎳，因而造價昂貴，如國內引進的一條Ф460mm無縫鋼管機組，導板單重為450kg/件，一次同時使用2件，軋制不同規格普通材質鋼管時使用壽命為2000～3000支，按目前市場價格計算，年消耗導板價值高達2000～2500萬元人民幣，如果直接使用進口產品就更貴了，因此成為生產企業極重的負擔。

G-X50NiCrW4828屬鑄造鎳基高溫合金，鎳基合金是高溫合金中應用最廣、高溫強度最高的一類合金，鎳基合金中可以溶解較多的合金元素，且能保持較好的穩定性。G-X50NiCrW4828較高的碳含量形成了一定數量的碳化物，在一定程度上增加了強度和耐磨性，但其宏觀硬度卻偏低，一般在220HBS左右，因此耐磨性也不高。鉻主要起抗氧化和抗腐蝕作用。鎢具有固溶強化作用，但鎢也有降低抗高溫氧化性能的作用，WO₃具有低熔點和高揮發性，從而使抗氧化能力變壞。在軋制合金管如15CrMo、L-360抗硫管線管等時，極易出現粘鋼、開裂，開裂是由表面龜裂加深造成部分脫落甚至斷裂，造成鋼管表面被劃傷而影響鋼管的質量，尤其是在軋制超級13Cr合金管時，表現的極不適應，一般在軋制3～5支鋼管就失效，造成生產成本極高而效率極低。