[发明专利]无缝钢管制造用穿孔机顶头用坯料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用曼内斯曼(Mannesmann)法制造无缝钢管时所使用的穿孔机顶头(piercer plug)(也有时仅称为「顶头」。)，特别是涉及耐自发裂纹性以及被切削性优异的无缝钢管制造用穿孔机顶头用坯料及其制造方法。

背景技术

近年来，伴随着石油钻井环境变得严酷，作为油井管需求不锈钢制和高合金钢制等的高级无缝钢管。可是，用不锈钢等的变形阻力高的材料制造无缝钢管时，其穿孔所使用的穿孔机顶头的顶端部承受较高的表面压力，该顶端部熔损，短时间内不得已进行更换。

因此，如专利文献1所公示的那样，以往的高级无缝钢管的制造用穿孔机顶头，通过添加W、Mo，来提高高温变形阻力，而且为了确保上述穿孔机顶头表面的润滑性，实施了生成难剥离性的低熔点氧化皮层的表面被覆处理。专利文献1所公开的穿孔机顶头的制造方法，如图3所示，其特征在于，通过对由添加有W、Mo的高强度钢材构成且具有规定形状的母材进行高温氧化热处理，在穿孔机顶头的表面被覆规定的上述氧化皮层。

另一方面，由于高级无缝钢管的尺寸以及形状的多样化，穿孔机顶头也配合其进行多样化，并以库存的形式保持多种类的顶头，根据生产计划来使用。

为了与无缝钢管的形状的多样化相适应，希望穿孔机顶头能够容易地切削成各种尺寸。

另外，无缝钢管的制造工厂也在推进分散化和远地化，由于输送时间增大等，因此从确保库存量的观点出发，长期间地保管穿孔机顶头的情况变多了。

从以上的情况出发，希望穿孔机顶头或穿孔机顶头用坯料的被切削性优异、且能够长期间保管。可是，如果不适当地调整穿孔机顶头的硬度，则在保管中在穿孔机顶头表面会产生称为“自发裂纹”的裂纹。已知特别是在冬季容易产生自发裂纹。产生了这种“自发裂纹”的穿孔机顶头不能够在无缝钢管的制造中使用。

在先技术文献

专利文献

专利文献1日本专利第2683861号公报

专利文献2日本专利第2952382号公报

专利文献3日本特开2003-129184号公报

专利文献4PCT国际申请WO2008-096708号公开公报

专利文献5日本特开昭63-69948号公报

专利文献6日本专利第4279350号公报

发明内容

专利文献1公开了：向用于提高高温变形阻力的规定的成分大量添加Mo和W中的1种以上，抑制表面脱碳，在表面形成有内部氧化型氧化皮层的穿孔机顶头。

专利文献2公开了：在3Ni-1Cr钢等的钢制基体的表面形成氧化皮而使用的穿孔机顶头的制造方法中，从以往的砂型铸造通过模具铸造来制作上述钢制基体。而且记载了下述意旨：上述制造方法具有提高上述钢制基体的强度和氧化皮改性的效果。

专利文献3针对与专利文献2同样地在表面形成氧化皮而使用的穿孔机顶头，公开了具有提高基体的强度和氧化皮改性的效果的基体。

专利文献4针对与专利文献2同样地在基材的表面上形成氧化皮而使用的穿孔机顶头，公开了下述内容：作为构成氧化皮层的层，形成与上述基材络合的网状氧化皮层。专利文献4公开了下述意旨：通过氧化皮层的上述构成可抑制氧化皮层的剥离和磨损，能够延长穿孔机顶头的寿命。

专利文献5公开了下述意旨：通过采用与专利文献4同样的方法作为晶界氧化型氧化皮层而生成氧化皮层，与基材的密着性好，能够抑制氧化皮层的剥离和磨损，并延长穿孔机顶头的寿命。

最近，如专利文献6所公开的那样，通过采用利用了喷镀的被膜形成技术在穿孔机顶头的表面形成保护被膜，来谋求穿孔机顶头的长寿命化。

可是，在先技术文献中，没有提出以穿孔机顶头用坯料的自发裂纹、被切削性为课题的提案。

因此，本发明的目的在于，提供采用曼内斯曼法制造无缝钢管时所使用的穿孔机顶头的坯料，该坯料抑制由长期保管所致的自发裂纹的发生，被切削性也优异，而且具有所希望的硬度，由此能够实现顶头主体的长寿命化，解决这样的采用现有技术所不能完成的课题。

本发明人为了解决上述课题而进行了锐意研究开发，结果得到以下的见解。

(a)为了穿孔机顶头的长寿命化，需要确保某种程度的韧性，需要用于抗热冲击的某种程度的硬度。于是，知道了如果形成为以回火马氏体和/或贝氏体为主体的组织，顶头坯料的硬度为洛氏硬度C级(以下简称为“HRC”。)6以上(优选为20以上)，则能得到具有适当的韧性、强度的顶头。