[发明专利]连轧管机用限动芯棒及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无缝钢管连轧机组中使用的轧制工具，特别是涉及在连轧机组中所使用的限动芯棒；本发明还涉及所述限动芯棒的制造方法，属于冶金行业轧制工具制造技术领域。

背景技术

限动芯棒是生产无缝钢管的连轧机组中所使用的重要轧制工具。芯棒在轧制过程中不仅需要承受较大的轧制力和摩擦力，同时还需要承受频繁的冷热冲击，因此芯棒材料不仅要具有足够的强度和韧性，还需要较强的抗冷热疲劳性能，目前国内外通常选用价格昂贵的H13钢作为芯棒材料。

无缝钢管轧制过程中，由于芯棒自重原因，芯棒在整个轧制过程中有向下运动的趋势，这样导致所轧制的钢管上下壁厚不均匀，影响了成品钢管的质量，同时由于芯棒自重原因还使轧辊磨损不均匀，尤其对于大规格限动芯棒，因其自身重量大，这样对钢管壁厚轧制不均匀性以及对轧机内结构、轧辊寿命的影响更加明显。因此，迫切需要开发一种低重量、高强度限动芯棒以改善整个工况，提高无缝钢管质量，降低生产成本，满足使用需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种重量轻、强度高、生产成本低且便于修复和再生的连轧管机用限动芯棒，以及提供了一种制造该限动芯棒的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用这样的一种连轧管机用限动芯棒，包括轧制工作段以及与该轧制工作段螺纹连接的尾段，所述轧制工作段由圆筒状基体和固定结合在该圆筒状基体外壁面的堆焊层以及位于所述堆焊层表面的镀铬层构成；所述圆筒状基体采用低合金钢材质；所述堆焊层采用的材质，其组份按重量百分含量计，由C 0.30～0.45%、Si 0.7～1.2%、Mn≤0.60%、Cr 4.5～5.5%、V 0.8～1.2%、Mo 1.0～1.75%、Ni≤0.25%、P≤0.03%、S≤0.03 %以及余量Fe组成。

在本发明中，所述连轧管机用限动芯棒的制造方法包括以下步骤：制作圆筒状基体→堆焊→热矫直→粗加工→精加工→抛光→镀铬→脱氢→螺纹磷化。

所述圆筒状基体的制作步骤采用低合金钢棒材为加工基体的原料，通过常规的穿孔、热连轧、定减径工序加工成符合尺寸要求的钢管，并经调质处理使硬度达到HB 280～320。

所述的堆焊步骤采用：

焊前预热：焊接前采用中频感应线圈对所述基体进行预热，预热温度控制在250～300℃；

堆焊：采用埋弧焊设备，利用焊丝在所述基体外壁面上堆焊熔敷层，采用多道焊将熔敷层的厚度控制在15～20mm，在焊接时将层间温度控制在250～300℃；所述的焊丝，其组份按重量百分含量计，由C 0.30～0.45%、Si 0.7～1.2%、Mn≤0.60%、Cr 4.5～5.5%、V 0.8～1.2%、Mo 1.0～1.75%、Ni≤0.25%、P≤0.03%、S≤0.03 %以及余量Fe组成；

焊后热处理：焊完最后一道焊时，采用中频感应线圈对堆焊层回火，回火温度为400～550℃，回火后硬度达到HB315～360。

所述的热矫直步骤采用辊式矫直机，通过该矫直机使堆焊后基体的直线度≤6mm，且在回火炉中进行除应力退火，退火温度为370～520℃。

所述的粗加工、 精加工步骤采用车床；通过车床对所述堆焊层表面进行切削加工，且在精车后留0.1～0.3mm的抛光余量，并同时在所述基体的一端加工偏梯形螺纹。

所述的抛光步骤采用抛光机；在抛光机上采用抛光轮对精加工后的堆焊层表面进行抛光，使抛光后的堆焊层表面粗糙度达到Ra 0.4μm。

所述的镀铬步骤采用镀铬机；对抛光后的堆焊层表面进行镀铬，镀铬厚度为0.05-0.08 mm。

所述的脱氢步骤在回火炉中进行，于180～200℃保温2小时；所述的螺纹磷化步骤将磷化液加热至80～90℃，工件浸没约1小时，使磷化后表面粗糙度为Ra0.4μm。