[发明专利]一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及穿孔顶头的制造方法，尤其是一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法。

背景技术

我国冶金业目前无缝钢管材料多元化，对穿孔时使用顶头的要求也随之增高，顶头是无缝钢管生产中的关键工具质量的好坏，在穿制无缝钢管过程中，将实心管坯制成空心毛管，金属的变形主要在顶头上进行，所以顶头的工况条件相当恶劣，不仅要承受强大的轴向压力，而且要克服与内壁之间产生的强大变形磨擦力，所以要求顶头具有较高的强度、耐磨性，以及对顶头的使用寿命有着较高的要求。

高合金材料钢管一般都选用H13模具钢或全钼顶头，H13属于热作模具钢，是在碳钢的基础上加入合金元素而形成的钢种，用于制造冲击载荷大的锻模，热挤压模，精锻模；铝、铜及其合金压铸模、热挤压模具、高速精锻模具及锻造压力机模具等，但成本昂贵，制造成本高；全钼顶头成本更为昂贵，使生产厂家的生产成本大幅增加。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种成本较低的无缝钢管穿孔顶头的制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决，一种无缝钢管穿孔顶头的制造方法，包括如下步骤：

1)铸造钢锭：将20CrNi4材料铸造成钢锭，20CrNi4的具体成分按重量百分含量计算如下C：0.15-0.30％，Cr：1.0-1.9％，Ni：3.0-4.5％，Mn：0.3-0.7％，W：0.4-0.5％，Mo：0.2-0.4％，其余为Fe；

2)锻造圆钢：将钢锭加热至980-1000℃，用真空锤锻造；

3)模锻：将步骤2)得到的圆钢保温在980-1000℃，通过模锻制成毛坯；

4)热处理：对毛坯680℃保温8小时随炉冷却至300℃后空冷；

5)金加工：将步骤4)热处理后的毛坯数控车床加工成所需产品；

6)再次热处理：对步骤5)得到的产品在800-900℃进行氮化处理，900-1050℃进行氧化处理。

与现有技术相比，本发明将原有的铸造工艺改变为锻造工艺，组成产品的分子之间的距离由于2次锻造加工而变小，在相同距离内可以容纳的分子更多，从而产品的密度也就提高了，密度提高了顶头的强度也得到了提高，也更加耐磨了，穿孔时质量也相当稳定，使用寿命得到成倍提高，能适用于合金管的穿制，比使用H13模具钢或全钼顶头的性价比要高，成本是H13模具钢顶头的1/3，全钼顶头的1/10。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图1和具体实施例对本发明作进一步解释。

实施例1：

步骤101：铸造钢锭：将20CrNi4材料铸造成钢锭，20CrNi4的具体成分按重量百分含量计算如下C：0.15％，Cr：1.0％，Ni：3％，Mn：0.3％，W：0.4％，Mo：0.2％，其余为Fe；

步骤102：锻造圆钢：将钢锭加热至980℃，用真空锤锻造，提高材料的组织密度；

步骤103：模锻：将步骤102得到的元钢保温在980-1000℃，通过模锻制成毛坯，通过模锻制成毛坯，因毛坯密度高、强度好、产品壁厚可减簿，冷却性能得到大幅提高，使用寿命能提高5-6倍；

步骤104：热处理：对毛坯680℃保温8小时随炉冷却至300℃后空冷，此处进行热处理主要是消除产品应力，由于顶头使用条件恶劣，急冷急热，产品易形成应力而开裂，如果消除尽产品应力，能大幅度提高产品的使用寿命；

步骤105：金加工：将步骤104热处理后的毛坯数控车床加工成所需产品；

步骤106：再次热处理：对步骤105得到的产品在800℃进行氮化处理，900℃进行氧化处理，以增加表面光洁度和抗腐蚀性能形成碳化层，经过处理后产品的金相组织为铁素体+粒状贝氏体。

实施例2：

与实施例1基本相同，不同之处在于：

步骤101中20CrNi4的具体成分按重量百分含量计算如下C：0.3％，Cr：1.9％，Ni：4.5％，Mn：0.7％，W：0.5％，Mo：0.4％，其余为Fe；

步骤102中将钢锭加热至1000℃；

步骤103中将步骤102得到的圆钢保温在1000℃；

步骤106中对步骤105得到的产品在900℃进行氮化处理，1050℃进行氧化处理。