[发明专利]钼基稀土粉冶成形顶头及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无缝钢管，特别是高镍铬不绣钢无缝管所用的钼基稀 土粉冶成形顶头及其制造方法。

背景技术

无缝钢管，特别是高镍铬不绣钢无缝管是国民经济建设中十分重要的 产品，被广泛应用在化工、冶金、医药、食品、机械、航空、国防等工业 部门。目前，在生产制造无缝钢管方面，世界各国基本上都在采用“顶头 热穿孔成形”技术。因此，选择使用高温红硬性好强度高、耐冷热疲劳性 稳定、表面质量好、作业性能优良的“钼顶头”，是确保无缝钢管成型和质 量的重要因素。

我国在上世纪六十年代以前，基本全部采用了3Cr2W3V模具钢或其他 型号模具钢材料制造“顶头”，做为热穿孔成形工具，生产制造不锈钢无缝 管，采用模具钢顶头进行热穿孔成形，不仅很难保证无缝钢管的形状质量， 而且模具钢顶头的使用寿命极低。

随着我国钼工业的发展与进步，在上世纪进入七十年代以后，我国科研 工作者及“顶头”生产企业，开发研制出多种铸态TZM钼合金顶头，不仅 基本上满足了高镍铬不锈钢无缝管的形状质量，而且还大大提高了顶头的 使用寿命；平均每只铸态TZM钼合金顶头的穿管数量已经可以达到118条， 最高纪录已能达到158条。凭此优势，铸态TZM钼合金顶头很快就全面取 代了模具钢顶头；直到现在，铸态TZM钼合金顶头依然是我国不锈钢无缝 管生产制造工艺中的重要工具，并以其造价低廉、供货充足方便等特点， 在全国“顶头”市场上仍占有重要位置。

自上世纪九十年代以后，粉未冶金成形技术得到快速发展，特别是粉 未冶金在钼基材料中的发展应用，使我国的科研单位和钼制品生产企业， 首先开发研制出以钼基材料为主的粉治TZM和TZC钼合金顶头，进而又在 此基础上开发研制出添加少量稀土元素的粉冶MTZR钼基稀土合金顶头，业 内人士习惯于都称之为“钼顶头”，钼顶头的开发研制成功，使我国高镍铬 不锈钢无缝管的产品产量和产品质量钼顶头的平均穿管数量已经可以达到 186条，最高记录已能达到289条。

但由于在不锈钢无缝管的生产制造过程中，钼顶头承担着“热穿孔成 形”的关键作用，使其工作条件十分恶劣，受力状态极其复杂。因此，无 论国内国外，凡采用“顶头热穿孔成形”技术的钼顶头，都普遍存在着使 用寿命不高，损坏严重的实际问题；以钼基材料的为主的粉冶TZM、TZC、 MTZR等钼顶头也不能例外。本发明针对钼顶头存在使用寿命不高、损坏严 重等问题的产生原因，提出来“钼基稀土粉冶成形顶头及其制造方法”， 从而解决了上述存在着的弊端。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中存在着的不足 之处，提供一种工艺简单、价格低廉、使用寿命长、损坏率低的一种钼基 稀土粉冶成形顶头。

本发明另一个目的是提供钼基稀土粉冶成形顶头的制造方法。

本发明的解决方案基于纯钼粉中同时掺入ZrO₂；Y₂O₃；La₂O₃；SC₂O₃四种 稀土氧化物，能使钼基稀土合金的再结晶温度提高700℃左右，达到1800 ℃以上；生产制造成的钼基稀土粉冶成形顶头的抗拉强度最高可达1080 N/mm²，屈服强度最高可达96N/mm²，延伸率最高可达到8％，完全能够满足 不锈钢无缝管的热穿孔成形工艺环境下，对“钼顶头”的物理机械性能要 求。

超声波是一种频率大于可听范围的机械振动波，这种机械振动波有极 强的穿透能力，在气体、液体、固体等媒质中都有极好的传导性，超声波 在传导过程中，可以引起媒质微粒进入振动状态，同时能产生并传递强大 能量，从而促使媒质微粒不断向波腹或波节进行位移运动；虽然位移距离 不大，但与超声波振动频率的平方成正比的加速度却极大，有时甚至可以 超过重力加速度的几万倍，如此巨大的加速能量，足以引起媒质微粒发生 碰撞、破裂、移动等结构性变化，充分利用超声波的这种分散均质能力， 对钼基材料所有配料组料实施分散均质细化作用，就能细化配料组料的晶 粒粒度，强化配料各组元的分散均化程度，抑制配料组料中粗大脆性晶粒 的生长条件，从而实现改善钼基材料的机械物理性能目标，为此：

1、在纯相粉中同时掺入四种稀土氧化物及较大掺杂比例的配料组 料新。