專(zhuān)利名稱：一種鍛壓鉬頂頭及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高硬度和密度的鍛壓鉬頂頭及其制備方法。
背景技術(shù)：
鉬頂頭主要用于穿制不銹鋼、合金鋼和高合金鋼等無(wú)縫鋼管，現(xiàn)有的鉬頂頭多為鉬合金制備而得，密度一般在9.2～9.4g/cm3，也有一些由鉬粉制備的鉬頂頭，制備方法如下選料、配合、混料，稱重裝料、整形、壓制、車(chē)削成型、高溫?zé)Y(jié)，然后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)。生產(chǎn)出的鉬頂頭密度和硬度較之合金鉬頂頭有所提高，但從降低穿孔鋼管的成本考慮，如何制備出硬度和密度更大、耐磨性更高的鉬頂頭從而降低穿孔費(fèi)用一直是穿孔行業(yè)致力于解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種鍛壓鉬頂頭及其制備方法，所述的鉬頂頭硬度和密度較高，耐磨性也大幅提高，大大降低了穿孔鋼管的成本。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種鍛壓鉬頂頭，由下法制備而成選料、配合、混料，稱重裝料、整形、壓制、車(chē)削成形、高溫?zé)Y(jié)，然后加熱鍛壓至成型、車(chē)削校正，即得所述的鉬頂頭。
其中所述的加熱鍛壓步驟為在溫度1100～1580℃保持5～10min，然后在鍛壓設(shè)備中進(jìn)行鍛壓，重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程直至成型，每次鍛壓尺寸為3～6mm，優(yōu)選5mm，所述的鍛壓設(shè)備可選擇空氣錘、電液錘或模鍛錘等。鍛壓的壓力可根據(jù)生產(chǎn)的鉬頂頭的規(guī)格進(jìn)行選擇，一般對(duì)于成品鉬頂頭直徑在130mm以下的，可以采用250～750Kg的壓力；相應(yīng)的，生產(chǎn)直徑較大的鉬頂頭時(shí)，可適當(dāng)增加壓力。
進(jìn)一步，所述的加熱鍛壓優(yōu)選在溫度1380～1550℃保持5min；更好的，加熱在溫度1500℃進(jìn)行。
從節(jié)約能量出發(fā)，在第一次加熱鍛壓后，再次加熱鍛壓時(shí)，加熱的溫度可以較第一次的溫度降低30～150℃，依次類(lèi)推，后面每次加熱鍛壓都可以比前次溫度降低30～150℃，較好的是50～80℃，一般鍛壓4～5次即可成型。
在以上制備過(guò)程中，較好的，選料可選擇符合Fmo-1的鉬粉，費(fèi)氏粒度為2.6～3.5μm，松裝比為0.8～1.1g/cm2。更好的，可選擇粒度在2.8～3.0μm的鉬粉。
配合的比例根據(jù)具體需要進(jìn)行選擇，本發(fā)明的配合按照以下質(zhì)量比例進(jìn)行鉬粉100份，Ti0.9-2.0份、Zr0.05-1.0份、C0.07-0.6份和La0.01-0.03份。
制備過(guò)程中，本發(fā)明混料時(shí)間為20～24h，混料方法沒(méi)有特別限制，只要能使各組分的料粉混合更加均勻的方法都是可以的，有時(shí)為了使得各組分更好的混合，還可以使用振動(dòng)篩再次混合。稱重根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格不同，稱取不同的重量；整形后的壓制可采用250噸壓力靜壓；所述的高溫?zé)Y(jié)可在1900～2000℃間進(jìn)行，也可采用中頻爐燒結(jié)工藝，例如氫氣保護(hù)氣氛中，以200℃/h的升溫速度從室溫升到600℃，保溫1h后，以150℃/h升溫到800℃，保溫2h后，以100℃/h升溫到1100℃，保溫2h后，以50℃/h升溫到1650℃，保溫1.5h，再以50℃/h升溫到1850℃，保溫3h，再以20℃/h升溫到1920～1945℃，保溫7～9h后，降溫至室溫，出爐。
本發(fā)明所述的鍛壓鉬頂頭經(jīng)過(guò)車(chē)床車(chē)削校正后，進(jìn)行外觀和密度的檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)平均密度都在9.7g/cm3以上，每支平均可穿制管材400多支。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有普通鉬頂頭，有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明的鍛壓鉬頂頭硬度和密度大，平均密度在9.7g/cm3以上，比普通鉬頂頭提高了2.5～5個(gè)百分點(diǎn)，維氏硬度可達(dá)到300以上，比普通鉬頂頭的硬度可提高30％-50％；2)本發(fā)明的鍛壓鉬頂頭耐磨性強(qiáng)，在穿孔過(guò)程中比普通鉬頂頭平均多穿200多支，耐磨程度提高了60～70％；3)大大降低了穿孔鋼管的成本，以規(guī)格為Φ54*145、單重為2.6Kg的鍛壓鉬頂頭與普通鉬頂頭進(jìn)行比較，前者比后者平均能多穿4～6噸管坯，按溫州穿孔的加工價(jià)格450元/噸計(jì)算，450*6＝2700元，按照鍛壓鉬頂頭的價(jià)格比普通鉬頂頭高出80元/Kg計(jì)算，2.6*80＝208元，2700-208＝2492元，這樣使用本發(fā)明此規(guī)格的每支鍛壓鉬頂頭就可以節(jié)省2492元的穿孔費(fèi)用。
具體實(shí)施例方式以下以具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此實(shí)施例1選擇符合Fmo-1標(biāo)準(zhǔn)的鉬粉，粒度為2.8μm，松裝比為0.9g/cm2，按照以下質(zhì)量份比例進(jìn)行配合100份鉬粉，1.2份Ti，0.08份Zr，0.4份C，0.015份La；在混料機(jī)中攪拌20小時(shí)，然后稱重2.9Kg混合粉裝在膠套中，人工整形，用250噸靜壓壓制，車(chē)床車(chē)削成形，在中頻爐中，氫氣氛的保護(hù)下以200℃/h的升溫速度從室溫升到600℃，保溫1h后，以150℃/h升溫到800℃，保溫2h后，以100℃/h升溫到1100℃，保溫2h后，以50℃/h升溫到1650℃，保溫1.5h，再以50℃/h升溫到1850℃，保溫3h，再以20℃/h升溫到1940℃，保溫7h后，降溫至室溫，出爐。然后在馬弗爐中1500℃保持5分鐘，然后用750Kg鍛壓空氣錘結(jié)合成型模具進(jìn)行第一次開(kāi)坯鍛壓，鍛壓尺寸為5mm，然后在1450℃保持5分鐘，再次相同條件下鍛壓，重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程4次至成型，然后車(chē)床車(chē)削校正，得到成品鍛壓鉬頂頭；檢驗(yàn)得到的鉬頂頭的密度為9.70g/cm3，維氏硬度值為320，使用后可穿制鋼管430支。
實(shí)施例2選擇符合Fmo-1標(biāo)準(zhǔn)的鉬粉，粒度范圍為3.0μm，松裝比為1.0g/cm2，按照以下質(zhì)量份比例進(jìn)行配合100份鉬粉，1.8份Ti，0.09份Zr，0.5份C，0.02份La；在混料機(jī)中攪拌21小時(shí)后再用振動(dòng)篩混合，然后稱重2.9Kg混合粉裝料，整形，用250噸靜壓壓制，車(chē)床車(chē)坯成型，按照實(shí)施例1的方式中頻爐燒結(jié)，然后在馬弗爐中1380℃保持8分鐘，用560Kg鍛壓空氣錘結(jié)合成型模具進(jìn)行第一次開(kāi)坯鍛壓，鍛壓尺寸為4mm，然后在1350℃保持10分鐘，再次相同條件下鍛壓，重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程4次至成型，然后車(chē)床車(chē)削校正，得到成品鍛壓鉬頂頭；檢驗(yàn)得到的鉬頂頭的密度為9.73g/cm3，維氏硬度值為330，使用后可穿制鋼管440支。
實(shí)施例3選擇符合Fmo-1標(biāo)準(zhǔn)的鉬粉，粒度范圍為3.5μm，松裝比為1.1g/cm2，按照以下質(zhì)量份比例進(jìn)行配合100份鉬粉，1.1份Ti，0.25份Zr，0.15份C，0.025份La；在混料機(jī)中攪拌24小時(shí)后再用振動(dòng)篩混合，然后稱重2.9Kg混合粉裝料，整形，用250噸靜壓壓制，車(chē)床車(chē)削成形，按照實(shí)施例1的方式中頻爐燒結(jié)，然后在馬弗爐中1200℃保持10分鐘，然后用750Kg鍛壓空氣錘結(jié)合成型模具進(jìn)行第一次開(kāi)坯鍛壓，鍛壓尺寸為6mm，然后在1200℃保持5分鐘，再次相同條件下鍛壓，重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程3次至成型，然后車(chē)床車(chē)削校正，得到成品鍛壓鉬頂頭；檢驗(yàn)得到的鉬頂頭的密度為9.76g/cm3，維氏硬度值為335，使用后可穿制鋼管450支。
實(shí)施例4選擇符合Fmo-1標(biāo)準(zhǔn)的鉬粉，粒度范圍為2.7μm，松裝比為0.8g/cm2，按照以下質(zhì)量份比例進(jìn)行配合100份鉬粉，1.9份Ti，0.07份Zr，0.3份C，0.015份La；在混料機(jī)中攪拌20小時(shí)后再用振動(dòng)篩混合，然后稱重2.9Kg混合粉裝料，整形，用250噸靜壓壓制，車(chē)床車(chē)坯成型，按照實(shí)施例1的方式中頻爐燒結(jié)，然后在馬弗爐中1550℃保持5分鐘，再用1000KG模鍛錘鍛壓，鍛壓尺寸為3mm，重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程5次至成型，然后車(chē)床車(chē)削校正，得到成品鍛壓鉬頂頭；檢驗(yàn)得到的鉬頂頭的密度為9.74g/cm3，維氏硬度值為350，使用后可穿制鋼管455支。
權(quán)利要求
1.一種鍛壓鉬頂頭，其特征在于所述的鍛壓鉬頂頭由下法制備而成選料、配合、混料，稱重裝料、整形、壓制、車(chē)削成形、高溫?zé)Y(jié)，然后加熱鍛壓至成型、車(chē)削校正，即得所述的鍛壓鉬頂頭，其中所述的加熱鍛壓步驟為在溫度1100～1580℃保持5～10min，然后在鍛壓設(shè)備中進(jìn)行鍛壓，重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程直至成型，每次鍛壓尺寸為3～6mm。
2.如權(quán)利要求1所述的鍛壓鉬頂頭，其特征在于所述的加熱鍛壓的加熱在1380～1550℃保持5min。
3.如權(quán)利要求1所述的鍛壓鉬頂頭，其特征在于所述的加熱鍛壓步驟中重復(fù)加熱時(shí)溫度每次比前次降低30～150℃。
4.如權(quán)利要求1所述的鍛壓鉬頂頭，其特征在于所述的每次鍛壓尺寸為5mm。
5.如權(quán)利要求1所述的鍛壓鉬頂頭，其特征在于所述的鍛壓設(shè)備為空氣錘、電液錘或模鍛錘。
6.如權(quán)利要求1～5之一所述的鍛壓鉬頂頭，其特征在于所述的選料為選擇符合Fmo-1的鉬粉，粒度為2.6～3.5μm，松裝比為0.8～1.1g/cm2。
7.如權(quán)利要求6所述的鍛壓鉬頂頭，其特征在于所述的鉬粉粒度為2.8～3.0μm。
8.一種鍛壓鉬頂頭的制備方法，其特征在于所述的方法為選料、配合、混料，稱重裝料、整形、壓制、車(chē)削成形、高溫?zé)Y(jié)，然后在溫度1100～1580℃加熱并保持5～10min，再在鍛壓設(shè)備中進(jìn)行鍛壓，重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程直至成型，每次鍛壓尺寸為3～6mm；加熱鍛壓成型后，車(chē)削校正，即得所述的鍛壓鉬頂頭。
9.如權(quán)利要求8所述的鍛壓鉬頂頭的制備方法，其特征在于高溫?zé)Y(jié)后，在溫度1380～1550℃加熱并保持5min，再在空氣錘、電液錘或模鍛錘中進(jìn)行鍛壓，按照每次鍛壓尺寸為3-6mm重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程直至成型。
10.如權(quán)利要求8所述的鍛壓鉬頂頭的制備方法，其特征在于所述的方法按照以下步驟進(jìn)行選擇符合Fmo-1的鉬粉，粒度為2.6～3.5μm，松裝比為0.8～1.1g/cm2，配合、混料，稱重裝料、整形、壓制、車(chē)削成形、高溫?zé)Y(jié)，然后在溫度1500℃加熱并保持5min，再在空氣錘、電液錘或模鍛錘中進(jìn)行鍛壓，按照每次鍛壓尺寸為5mm重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程直至成型，車(chē)削校正，即得所述的鍛壓鉬頂頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高硬度和密度的鍛壓鉬頂頭。所述的鍛壓鉬頂頭由下法制備而成選料、配合、混料，稱重裝料、整形、壓制、車(chē)削成形、高溫?zé)Y(jié)，然后加熱鍛壓至成型、車(chē)削校正，即得所述的鍛壓鉬頂頭，其中的加熱鍛壓步驟為在溫度1100～1580℃保持5～10min，然后在鍛壓設(shè)備中進(jìn)行鍛壓，重復(fù)加熱鍛壓過(guò)程直至成型，每次鍛壓尺寸為3～6mm。本發(fā)明的鍛壓鉬頂頭硬度和密度大，平均密度在9.7g/cm
文檔編號(hào)B21B19/00GK101077560SQ20071005471
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日
發(fā)明者劉現(xiàn)偉, 謝孝春 申請(qǐng)人:登封市泰隆鎢鉬材料有限公司