一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种穿孔顶头的制造方法，尤其是一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法。所述方法包括如下步骤：包括如下步骤：1)铸造钢锭；2)锻造圆钢：将钢锭加热至980-1000℃，用真空锤锻造；3)模锻：将步骤2)得到的元钢保温在980-1000℃，通过模锻制成毛坯；4)热处理：对毛坯680℃保温8小时随炉冷却至300℃后空冷；5)金加工：将步骤4)热处理后的毛坯数控车床加工成所需产品；6)再次热处理：对步骤5)得到的产品在800-900℃进行氮化处理，900-1050℃进行氧化处理。采用此方法制备的穿孔顶头密度高，强度和耐磨性高，穿孔时质量相当稳定，使用寿命也得到成倍提高，适用于合金管的轧制，比使用H13或全钼顶头的性价比要高，成本是H13产品的1/3，是全钼产品的1/10。
【专利说明】一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及穿孔顶头的制造方法，尤其是一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法。
【背景技术】
[0002]我国冶金业目前无缝钢管材料多元化，对穿孔时使用顶头的要求也随之增高，顶头是无缝钢管生产中的关键工具质量的好坏，在穿制无缝钢管过程中，将实心管坯制成空心毛管，金属的变形主要在顶头上进行，所以顶头的工况条件相当恶劣，不仅要承受强大的轴向压力，而且要克服与内壁之间产生的强大变形磨擦力，所以要求顶头具有较高的强度、耐磨性，以及对顶头的使用寿命有着较高的要求。
[0003]高合金材料钢管一般都选用H13模具钢或全钥顶头，H13属于热作模具钢，是在碳钢的基础上加入合金元素而形成的钢种，用于制造冲击载荷大的锻模，热挤压模，精锻模；铝、铜及其合金压铸模、热挤压模具、高速精锻模具及锻造压力机模具等，但成本昂贵，制造成本高；全钥顶头成本更为昂贵，使生产厂家的生产成本大幅增加。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的不足，本发明提供了一种成本较低的无缝钢管穿孔顶头的制造方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决，一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法，包括如下步骤:
[0006]I)铸造钢锭:将20CrNi4材料铸造成钢锭，20CrNi4的具体成分按重量百分含量计算如下 C:0.15-0.30%, Cr:1.0-1.9%, Ni:3.0-4.5%, Mn:0.3-0.7%, W:0.4-0.5%, Mo:0.2-0.4%，其余为 Fe ；
[0007]2)锻造圆钢:将钢锭加热至980_1000°C，用真空锤锻造；
[0008]3)模锻:将步骤2)得到的圆钢保温在980-1000°C，通过模锻制成毛坯；
[0009]4)热处理:对毛坯680°C保温8小时随炉冷却至300°C后空冷；
[0010]5)金加工:将步骤4)热处理后的毛坯数控车床加工成所需产品；
[0011]6)再次热处理:对步骤5)得到的产品在800-900°C进行氮化处理，900-1050°C进行氧化处理。
[0012]与现有技术相比，本发明将原有的铸造工艺改变为锻造工艺，组成产品的分子之间的距离由于2次锻造加工而变小，在相同距离内可以容纳的分子更多，从而产品的密度也就提高了，密度提高了顶头的强度也得到了提高，也更加耐磨了，穿孔时质量也相当稳定，使用寿命得到成倍提高，能适用于合金管的穿制，比使用H13模具钢或全钥顶头的性价比要高，成本是H13模具钢顶头的1/3，全钥顶头的1/10。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图1和具体实施例对本发明作进一步解释。
[0015]实施例1:
[0016]步骤101:铸造钢锭:将20CrNi4材料铸造成钢锭，20CrNi4的具体成分按重量百分含量计算如下 C:0.15%, Cr:1.0%,Ni:3%,Mn:0.3%,ff:0.4%, Mo:0.2%，其余为 Fe ；
[0017]步骤102:锻造圆钢:将钢锭加热至980°C，用真空锤锻造，提高材料的组织密度；
[0018]步骤103:模锻:将步骤102得到的元钢保温在980-1000°C，通过模锻制成毛坯，通过模锻制成毛还，因毛坯密度高、强度好、产品壁厚可减簿，冷却性能得到大幅提高，使用寿命能提高5-6倍；
[0019]步骤104:热处理:对毛坯680°C保温8小时随炉冷却至300°C后空冷，此处进行热处理主要是消除产品应力，由于顶头使用条件恶劣，急冷急热，产品易形成应力而开裂，如果消除尽产品应力，能大幅度提高产品的使用寿命；
[0020]步骤105:金加工:将步骤104热处理后的毛坯数控车床加工成所需产品；
[0021]步骤106:再次热处理:对步骤105得到的产品在800°C进行氮化处理，900°C进行氧化处理，以增加表面光洁度和抗腐蚀性能形成碳化层，经过处理后产品的金相组织为铁素体+粒状贝氏体。
[0022]实施例2:
[0023]与实施例1基本相同，不同之处在于:
[0024]步骤101中20CrNi4的具体成分按重量百分含量计算如下C:0.3 %，Cr:1.9 %，Ni:4.5%, Mn:0.7%, W:0.5%, Mo:0.4%，其余为 Fe ；
[0025]步骤102中将钢锭加热至1000°C ；
[0026]步骤103中将步骤102得到的圆钢保温在1000°C ；
[0027]步骤106中对步骤105得到的产品在900°C进行氮化处理，1050°C进行氧化处理。
[0028]本发明与原来铸造产品比较，使用寿命提高5-6倍，在某厂273机组上使用结果，从原来每只顶头穿200-250支管提高到一只顶头穿600-800支管，效果相当明显。在穿制合金钢管时，能达到150-180支/只，具有良好的高温强度。耐磨性、抗急冷、急热、抗疲劳性均优于同类产品。使用过程中润滑和隔热效果优秀，不易粘钢。
[0029]惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，举凡熟悉此项技艺的专业人士。在了解本发明的技术手段之后，自然能依据实际的需要，在本发明的教导下加以变化。因此凡依本发明申请专利范围所作的同等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
【权利要求】
1.一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)铸造钢锭:将20CrNi4铸造成钢锭，20CrNi4的具体成分按重量百分含量计算如下 C:0.15-0.30 %, Cr:1.0-1.9 %, Ni:3.0-4.5 %, Mn:0.3-0.7 %, W:0.4-0.5 %, Mo:0.2-0.4%，其余为 Fe ； 2)锻造圆钢:将钢锭加热至980-1000°C，用真空锤锻造； 3)模锻:将步骤2)得到的圆钢保温在980-1000°C，通过模锻制成毛坯； 4)热处理:对毛坯680°C保温8小时随炉冷却至300°C后空冷； 5)金加工:将步骤4)热处理后的毛坯数控车床加工成所需产品； 6)再次热处理:对步骤5)得到的产品在800-900°C进行氮化处理，900-1050°C进行氧化处理。
【文档编号】B23P15/00GK104325259SQ201410436166
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】吕小军, 夏勇 申请人:南通市嘉业机械制造有限公司