[发明专利]机械钻孔热轧法制造带内衬管中空钢的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种凿岩钎杆用中空钢的生产方法，尤其涉及一种带内衬管中空钢的生产方法；属于钎钢行业的中空钢生产方法。

背景技术：

众所周知，凿岩钎杆用中空钢主要有无内衬管中空钢和带内衬管中空钢两大类。目前主要采用中空铸锭热轧法来生产带内衬管中空钢，它通常用于制造小规格(≤R32、H32，特别是H22)的中空钢；该方法是在钢水浇铸前将另一种材质的钢管固定在浇铸模的中央，钢水浇铸形成带内衬管的中空钢锭，冷却后插入奥氏体钢芯棒、加热轧制成带芯棒中空钢，冷却后抽出芯棒。中空铸锭热轧法主要存在以下缺陷：

1)若采用低碳钢管，一方面会在成品中空钢的内孔表面形成一层低碳层(相对于中空钢的基体，就是脱碳层)，这是造成早期疲劳裂纹的重要诱因；

2)若采用合金钢管，则会因钢管与钢坯的熔点十分接近，增大了控制浇注温度的难度；

3)由于锭型细长，钢水中的气体、夹杂物等难以有效上浮排除，钢锭的材质纯净度很难保证；

4)钢锭的低倍组织较差；

5)钢锭的横截面尺寸受到限制(一般对边≤150mm)，轧钢的压缩比受到限制。

发明内容：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种机械钻孔热轧法制造带内衬管中空钢的方法；利用该方法生产的带内衬管中空钢，其基体尺寸几乎不受限制、质量稳定。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它包括基体制作、机械钻通孔、插入芯棒、热轧、抽出芯棒；机械钻通孔之后先插入一根钢管，然后再将芯棒插入该钢管中。

所述钢管的外径小于通孔直径0.1～2.0mm，钢管的内径大于所述芯棒直径0.2～2.0mm。

所述基体是直接浇铸而成的钢锭或连铸钢坯；所述基体也可以是经过轧制或锻制的型钢。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，将目前中空钢生产工艺中已经比较成熟的机械钻孔热轧法、中空铸锭热轧法有机的结合起来，因此彻底克服了中空铸锭热轧法存在的固有缺陷。用本发明方法生产的带内衬管中空钢的基体比采用中空铸锭热轧法生产的带内衬管中空钢的基体有更好的性能，可延缓疲劳裂纹的扩展时间；用本发明方法生产的带内衬管中空钢的内壁比采用机械钻孔热轧法等其它方法生产的无内衬管中空钢的内壁有更好的性能，可延缓疲劳裂纹的形成时间，用本发明方法生产的带内衬管中空钢制造的小规格凿岩钎杆(≤R32、H32，特别是H22)在同等条件下，疲劳使用寿命可提高30％～100％。

本发明方法具有基体尺寸不受限制、基体钢的纯净度更高、基体钢的低倍组织更好，中空钢性能更好、质量更稳定，钢管对内孔壁的强化和抗腐蚀作用好等优点。具体分析如下：

1)由于基体在钻孔前为实心体，因此可以采用各种炼钢、轧(锻)钢手段来提高基体钢的纯净度，基体钢的低倍组织更好；

2)由于基体可以采用经过轧制或锻制的型钢，因此轧制或锻制的压缩比可以更大，从而使得基体的组织更加致密；

3)由于内孔通过机械钻孔法实现，因此基体横截面的尺寸可以选择更大，基体中心部位的组织疏松也可以被钻掉；

4)由于钢管通过热轧的方式与基体进行复合，因此基体的生产方法可以有更多的选择，从而能够有效地克服采用中空铸锭热轧法生产的带内衬管中空钢基体组织纯度低、组织疏松、低倍组织差、易含砂眼、气孔、缩孔等诸多缺陷；

5)由于钢管的材质可以有多种选择，因此若选择合适的高强度合金钢，则钢管具有良好的内壁强化作用；若选择合适的马氏体不锈钢，则钢管具有更好的内壁强化和抗腐蚀作用。

具体实施方式：

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明，具体过程如下：

1)按已知常规炼钢方法将基体浇铸成方形、六角形、圆柱形等棒料状的钢锭或连铸钢坯，或按已知常规方法将基体轧制或锻制成圆柱形、方形等棒料状的型钢；

2)根据中空钢的具体规格和选用基体的尺寸，按已知的机械深孔钻孔方法在基体中心钻或镗出通孔；

3)将外径小于所述通孔直径0.1～2.0mm的钢管按常规方法插入该通孔中；

4)将直径小于所述钢管内径0.2～2.0mm、材质为奥氏体钢的芯棒按常规方法插入钢管中；

5)按常规方法热轧，冷却后抽出所述芯棒，得带内衬管中空钢；

6)按常规方法精整、校直。