[发明专利]一种大减径成形管模的热处理方法

摘要

一种大减径成形管模的热处理方法，采用钢锭大减径成形毛坯的管模制造方法包括钢锭冶炼、钢锭复检、环形炉加热、水压冲孔、大减径穿孔、周期轧管、人工初检、矫直、粗机加工、超声波探伤、热处理、理化检验合格、精加工、磁粉探伤、人工复检、包装入库，瓶坯（5）用锥形辊（6）和顶头（7）斜轧大减径穿孔得到毛管8，热处理时，淬火温度为870℃～890℃，淬火时间按壁厚系数1.8～2.5min/mm进行控制，回火温度为610℃～630℃，回火时间3～6小时。本发明结合水压冲孔、锥形辊大减径穿孔、周期轧管机锻轧等技术，能够充分利用轧制时本应该切除的皮尔格头，大幅度提高原材料的利用率，管模制造成本降低了近40%，生产效率高，基本实现了管模规格的全覆盖。

主权项

一种大减径成形管模的热处理方法，大减径成形管模的方法包括钢锭冶炼、钢锭复检、环形炉加热、水压冲孔、大减径穿孔、周期轧管、人工初检、矫直、粗机加工、超声波探伤、热处理、理化检验合格、精加工、磁粉探伤、人工复检、包装入库；其特征是：钢锭冶炼时：考虑到铸管模特殊的工作环境，而钢锭质量是基础，钢锭材料为21CrMo10，并严格控制磷、硫、氮、氢、氧的含量，其中磷含量小于0.008％，硫含量小于0.004％，氮含量小于100ppm，氢含量小于2ppm，氧含量小于35ppm，钢锭采用如下工艺进行生产：高炉炼铁、电炉炼钢、LF炉精炼、钢包扒渣、VD炉真空脱气、喂丝处理、浇铸钢锭、检查、切冒口、修磨；钢锭复检时：在环形炉加热之前复检钢锭的表面质量、几何尺寸，钢锭本体外周的棱的外接圆直径D为660mm，钢锭外接圆直径D较棱的内切圆直径d大40mm，即D＝d+40mm，棱的数量为18边，锥度范围为2.2°，管模最小压缩比u为2.7；环形炉加热时：采用环形炉将钢锭加热到水压冲孔挤压温度1180℃，由于管模用管合金元素多，且钢锭规格巨大，加热不当容易产生加热缺陷，要采用适当的加热温度和加热速度，生产中保证钢锭入炉时，预热一段不大于720℃，加热时间3小时；预热二段温度控制在810～830℃，加热时间1.5小时；加热一段温度控制在900～920℃，加热时间1.5小时；加热二段温度控制在1030～1050℃，加热时间2小时；加热三段温度控制在1130～1150℃，加热时间2小时；加热四段温度控制在1250～1270℃，加热时间1.5小时；均热段温度控制在1240～1260℃，加热时间2小时；总加热时间14小时；水压冲孔时：将钢锭置于水压冲孔机的内模中，用冲头冲孔，得到外径670mm、锥度为1.5°的瓶坯，瓶坯的金属过充满度3.8％～10％；大减径穿孔时：将瓶坯用锥形辊和顶头斜轧大减径穿孔得到毛管，总直径压下率为15.1％，椭圆度为1.05，碾轧角为－3°，减径率21％，减径穿孔后毛管外径为530mm，较管模承口端外径大10mm；周期轧管时：利用周期轧管机的轧辊对毛管进行锻轧，保留自然形成的皮尔格头，保证皮尔格头有合理的加工余量，避免原材料的浪费，设计周期轧管机组Φ390mm大孔型，包括锻轧段、精轧段、终轧段和空轧段的曲线方程，其中锻轧段为包络线、锻轧段起始角为25°，锻轧段夹角为90°，锻轧段曲线展开长度范围为850mm，控制轧辊转速48rpm，风压5.1bar，喂人量55mm，周期轧管末期保留180mm长毛管不轧，用于取横向试样和管模承口端的加工，用芯棒和轧辊将毛管的一端轧制成荒管，另一端自然形成皮尔格头，从而形成管模毛坯；矫直时：采用压力矫直机对管模毛坯进行矫直，保证全长弯曲度不大于6mm；热处理时：就管模毛坯进行调质处理，淬火温度：880℃、保温时间60min，回火温度：620℃、保温时间140min，得到高强韧性回火索氏体组织；理化检验时：为充分检验管模毛坯性能，在管模毛坯两端各留70～120㎜余量做横向力学性能测定，评估管模毛坯的综合力学性能符合国际标准的要求；精加工时：对粗机加工的管模毛坯进行精磨和微量切削加工成管模，使管模尺寸符合用户提供的产品图样，保证管模的内表面、承口端和插口端密封面的表面粗糙度Ra小于1.6um，管模其它表面的粗糙度Ra小于6.3um。