專利名稱：鋼管穿孔頂頭材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種鐵基稀土合金，特別是涉及到一種用于鋼管穿孔用的頂頭材料。
目前，用于碳鋼及合金鋼管的穿孔材料，大致分為合金工具鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼兩大類，合金工具鋼具有高溫強(qiáng)度高和耐磨性好的特點(diǎn)，但其韌性較差，不適合過冷過熱工作的工況下使用，易造成穿孔頂頭的開裂，且造價(jià)比較昂貴，生產(chǎn)成本高。采用塑性較好的碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，也能達(dá)到較好的生產(chǎn)要求，但需經(jīng)過特殊的氮化和氧化處理，生產(chǎn)成本可以大大下降?，F(xiàn)在市場(chǎng)上穿制小口徑的鋼管得到了大量的運(yùn)用，但是該類材料制成的產(chǎn)品在工況條件惡劣的情況下，或是在連續(xù)穿制較大口徑的無縫鋼管時(shí)，就易造成頂頭表面軟化，穿孔頂頭變形，從而大大降低了穿孔頂頭的使用壽命。
本發(fā)明的目的就是提供一種造價(jià)低廉，且適合不同工況下使用的穿孔頂頭材料。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的穿孔頂頭材料的基體采用的鐵基稀土合金，該合金的成份(wt％)為C 0.16-0.45Si 0.6-3 Mn 0.3-0.7 Cr 0.6-5 Ni 1.5-2.8 W＜0.1Re1-5其余為Fe元素。
下面分別介紹合金元素在鐵基稀土合金中的作用。
C0.16-0.45(Wt％)，C是碳化物形成的元素，適量的碳能夠提高鋼的硬度，但過量的C的存在，減少了合金的韌性，不利于氧化和氮化處理，對(duì)惡劣的工況下使用不利，且不利于形成致密的氧化層。
Si0.6-3(Wt％)，加入適量的Si可以提高氧化層與基體的粘接性，提高合金的抗高溫回火性能，這對(duì)提高頂頭的使用壽命是必不可少的。
Mn0.3-0.7(Wt％)，加入適量的Mn，大大提高了穿孔頂頭材料的高溫強(qiáng)度。
Cr1.6-5(Wt％)加入Cr，同樣可以促進(jìn)碳化物的形成，提高材料的高溫強(qiáng)度，但過多的加入易造成材料的生產(chǎn)成本提高。
Ni1.5-2.8(Wt％)Ni的加入，可以提高材料的高溫強(qiáng)度。
W＜0.1(Wt％)加入少量的W，可以促進(jìn)碳化物的形成，通過固溶強(qiáng)化提高材料的硬度，過多的加入難以形成氧化層。
Re1-5(Wt％)稀土的加入，提高了材料的綜合性能，可以全面的提高基材的品質(zhì)，大大降低了材料的含氧含氫，提高脫氧脫氫的能力，同時(shí)稀土的加入使材料的S、P等雜質(zhì)的含量大大下降，提高了材料的抗冷疲勞壽命，同時(shí)使材料的晶界得到凈化。由于合金元素和稀土的加入，促成了C曲線右移，大大簡化了熱處理工藝。
下面介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
鐵基稀土合金按所需的成份配料，經(jīng)冶煉，鑄造后，加工成所需的形狀，熱處理的工藝選擇是否合理，對(duì)穿孔頂頭材料具有重要的影響。將加工成的穿孔頂頭經(jīng)中溫退火，在680℃左右保溫，300℃出爐空冷，以達(dá)到消除應(yīng)力的目的，調(diào)整了材料的組織結(jié)構(gòu)，提高了材料的韌性，然后將材料高溫氧化加熱至950℃-1050℃再在500℃-600℃下保溫4-5小時(shí)，以達(dá)到提高綜合機(jī)械性能的目的，最后進(jìn)行表面氧化處理，以增加表面光潔度和抗腐蝕性能，形成超硬的碳化層，可以使穿孔頂頭的壽命得到顯著的提高。經(jīng)熱處理后材料的金相組織為鐵素體+粒狀貝氏體。本發(fā)明材料制成的穿孔頂頭與傳統(tǒng)的相比，壽命提高了3-5倍，在穿孔機(jī)上使用，特別是在穿制大于Ф100以上的鋼管時(shí)，可以連續(xù)穿制普通鋼管300-500次/只，在穿制合金鋼管達(dá)120-150次/只，具有良好的高溫強(qiáng)度、耐磨性能。韌性及抗急冷急熱疲勞均優(yōu)于國內(nèi)同類產(chǎn)品(見表1)。使用壽命長，在急冷急熱狀態(tài)下工作時(shí)不開裂，在穿孔過程中潤滑和隔熱效果好，不粘鋼。
表1力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種鋼管穿孔頂頭材料，其特征是該材料的成份為(Wt％)C 0.16-0.45 Si 0.6-3 Mn 0.3-0.7 Cr 0.6-5Ni 1.5-2.8 W＜0.1 Re1-5其余為Fe。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵基稀土合金穿孔頂頭材料,成分(Wt%)為:C0.16—0.45,Si0.6—3,Mn0.3—0.7,Cr0.6—5,Ni1.5—2.8,W< 0.1,Rel－5,其余為Fe。使其材料的綜合性能得到了很大的提高,且生產(chǎn)成本可以大大降低。
文檔編號(hào)B21C3/00GK1243170SQ9811143
公開日2000年2月2日 申請(qǐng)日期1998年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月26日
發(fā)明者韓守成 申請(qǐng)人:國營靖江冶金機(jī)械總廠