專利名稱：無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無縫鋼管生產(chǎn)設(shè)備的配件及其生產(chǎn)方法。具體說，是用來軋制無縫鋼管的軋機上的延伸芯棒及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在無縫鋼管生產(chǎn)領(lǐng)域都知道，無縫鋼管的軋制需先將坯料加熱至高溫狀態(tài)穿孔，并在坯料的孔內(nèi)插入延伸芯棒，再用軋機軋制延伸而成。由于無縫鋼管的軋制需要將坯料加熱至高溫狀態(tài)，使得在軋制過程中延伸芯棒會承受冷熱循環(huán)、交變應力、表面磨損、高溫氧化等破壞。其中，由冷熱循環(huán)導致的熱應力破壞最為突出，其后果會導致延伸芯棒表面產(chǎn)生細小裂縫，時間一長，這種細小裂縫會擴大變深，直至引起延伸芯棒表面龜裂、剝落而報廢。高溫氧化，也是促成延伸芯棒損壞的一個重要因素，當每一冷熱循環(huán)使延伸芯棒產(chǎn)生一次細小裂縫時，該細小裂縫暴露出的新臺階會被高溫氣氛迅速氧化，使其機械強度隨之下降，從而使延伸芯棒表面的細小裂縫向縱橫兩個方向擴大，使用壽命縮短。為延長延伸芯棒的使用壽命，目前采用的方法是用普通結(jié)構(gòu)鋼先制成延伸芯棒并在其表面鍍上一層硬鉻。但帶有鍍鉻層的延伸芯棒仍存在以下問題，一是鍍鉻層的硬度HV只有900，硬度仍比較低；二是鍍鉻層在800攝氏度下會全部氧化，難以起到延長延伸芯棒使用壽命的目的；三是鍍鉻層與芯棒本體間是平面附著，二者間易剝離；四是鍍鉻層的厚度不能太厚，厚度一大，其脆性也會增大，鍍鉻層一般只能做到3飛微米，厚度較薄，耐磨性能有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒。這種延伸芯棒，硬度高，耐磨性能好，使用壽命長。本發(fā)明要解決的另一個問題是提供一種生產(chǎn)無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒的方法。為解決上述問題，采取以下技術(shù)方案:
本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒包括芯棒本體。所述芯棒本體采用42CrMo鋼制成，其為圓柱狀，其特點是所述芯棒本體的表面有滲硼層。所述滲硼層由以下重量份數(shù)的原料經(jīng)下述工藝而形成:
所述原料中:
碳化硼8 10重量份、鋁粉4飛重量份、碳化硅75 80重量份、氟硼酸鉀3份、氟化鈉2重量份、氧化鑭2重量份。所述工藝包括以下步驟:
先將碳化硼、鋁粉、碳化硅、氟硼酸鉀、氟化鈉和氧化鑭放在一起，混合均勻，制成粒徑為3 5cm的粒狀滲劑；與此同時，備好桶形滲罐；
然后,將芯棒本體懸掛在桶形滲罐內(nèi)，并使芯棒本體的下端與桶形滲灌的罐底間和芯棒本體的四周與桶形滲灌的罐壁間均留有3 5cm的間距；之后，將粒徑為3 5cm的粒狀滲劑倒入罐底與芯棒本體間的間距內(nèi)和罐壁與芯棒本體四周間的間距內(nèi)，并搗實；之后，蓋上罐蓋并用耐火泥進行密封； 之后，將密封好的裝有芯棒本體和粒狀滲劑的桶形滲灌置于加熱爐中，并依次加熱至500攝氏度保溫2小時、加熱至800攝氏度保溫2小時、加熱至90(Γ950攝氏度保溫4飛小時，使芯棒本體表面形成滲硼層；
最后，停止加熱，待爐溫降至850攝氏度以下時，將桶形滲灌從加熱爐中取出，并在空氣中讓其自然冷卻；當罐溫降至室溫后，取出帶有滲硼層的芯棒本體，并進行拋光處理，得到無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒。所述耐火封口泥是用水玻璃和耐火泥按照水玻璃:耐火泥=15:85的重量比例調(diào)制而成。采取上述方案，具有以下優(yōu)點:
由上述方案可以看出，由于本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒是在所述芯棒本體的表面附著一層滲硼層而構(gòu)成，使得其表面顯微硬度HV高達130(Γ1600，遠遠高于表面帶有鍍鉻層的延伸芯棒硬度。由于延伸芯棒表面硬度高，使得其耐磨性能也隨著增高。由于本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒是在所述芯棒本體的表面附著有一層滲硼層，與鍍鉻層的延伸芯棒相比，其表面細小裂縫與鍍鉻層的延伸芯棒相比，增加一倍以上，從而降低了熱疲勞過程中的應力集中，有利于應力釋放，縮小了裂縫的延伸和擴展，延緩了延伸芯棒表層的龜裂和剝離。由于本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒是在所述芯棒本體的表面附著一層滲硼層而構(gòu)成，經(jīng)試用，其紅硬性較高，在800攝氏度下其表面硬度不下降。由于本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒是在所述芯棒本體的表面附著一層抗高溫氧化的滲硼層而構(gòu)成，大大提高了其抗氧化性能，經(jīng)試用，在800攝氏度下不氧化。由于本發(fā)明是在芯棒本體表面形成一層滲硼層，該滲硼層厚度高達20(Γ300微米，在不降低其脆性的前提下，大大提高了其耐磨性能?？傊?，由于本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒是在所述芯棒本體的表面附著一層滲硼層而構(gòu)成，大大提高了其使用壽命。


圖1是本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖1的A-A剖視示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。實施例一
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒包括芯棒本體I。所述芯棒本體采用42CrMo鋼制成，其為圓柱狀，所述芯棒本體I的表面加工有滲硼層2。所述滲硼層2是用以下重量份數(shù)的原料經(jīng)下述工藝而形成:
所述原料中:
碳化硼9重量份、鋁粉5重量份、碳化硅78重量份、氟硼酸鉀3份、氟化鈉2重量份、氧化鑭2重量份；
所述生產(chǎn)工藝是:
先將碳化硼、鋁粉、碳化硅、氟硼酸鉀、氟化鈉和氧化鑭放在一起，混合均勻，制成粒徑為:T5cm的粒狀滲劑。與此同時，備好桶形滲罐；
然后,將芯棒本體I懸掛在桶形滲罐內(nèi)，并使芯棒本體I的下端與桶形滲灌的罐底間和芯棒本體I的四周與桶形滲灌的罐壁間均留有4cm的間距；
之后，將粒徑為3 5cm的粒狀滲劑倒入罐底與芯棒本體I間的間距內(nèi)和罐壁與芯棒本體I四周間的間距內(nèi)，并搗實。之后，蓋上罐蓋，罐蓋與芯棒本體I上端間留有4cm的間距，間距內(nèi)同樣填充有滲劑；
之后，用耐火泥對罐蓋與關(guān)口間進行密封。所述耐火泥是用水玻璃和耐火泥按照水玻璃:耐火泥=15:85的重量比例調(diào)制而成；
之后，將密封好的裝有芯棒本體I和粒狀滲劑的桶形滲灌置于加熱爐中，并依次加熱至500攝氏度保溫2小時、加熱至800攝氏度保溫2小時、加熱至900攝氏度保溫4小時，使芯棒本體I表面形成滲硼層2 ；
最后，停止加熱，待爐溫降至840攝氏度時，將桶形滲灌從加熱爐中取出，并在空氣中讓其自然冷卻。當罐溫降至室溫后，取出帶有滲硼層2的芯棒本體1，并進行拋光處理，得到無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒。其中的滲硼層厚度為2_。實施例二
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒包括芯棒本體1，所述芯棒本體采用42CrMo鋼制成，其為圓柱狀。所述芯棒本體I的表面加工有滲硼層2。所述滲硼層2是用以下重量份數(shù)的原料經(jīng)下述工藝而形成:
所述原料中:
碳化硼9重量份、鋁粉5重量份、碳化硅78重量份、氟硼酸鉀3份、氟化鈉2重量份、氧化鑭2重量份。所述生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
先將碳化硼、鋁粉、碳化硅、氟硼酸鉀、氟化鈉和氧化鑭放在一起，混合均勻，制成粒徑為:T5cm的粒狀滲劑。與此同時，備好桶形滲罐；
然后,將芯棒本體I懸掛在桶形滲罐內(nèi)，并使芯棒本體I的下端與桶形滲灌的罐底間和芯棒本體I的周與桶形滲灌的罐壁間均留有4cm的間距；
之后，將粒徑為3 5cm的粒狀滲劑倒入罐底與芯棒本體I間的間距內(nèi)和罐壁與芯棒本體I四周間的間距內(nèi)，并搗實。之后，蓋上罐蓋，罐蓋與芯棒本體I上端間留有4cm的間距，間距內(nèi)同樣填充有滲劑。之后，用耐火泥對罐蓋與關(guān)口間進行密封。所述耐火泥是用水玻璃和耐火泥按照水玻璃:耐火泥=15:85的重量比例調(diào)制而成。之后，將密封好的裝有芯棒本體和粒狀滲劑的桶形滲灌置于加熱爐中，并依次加熱至500攝氏度保溫2小時、加熱至800攝氏度保溫2小時、加熱至930攝氏度保溫4.5小時，使芯棒本體表面形成滲硼層2。最后，停止加熱，待爐溫降至830攝氏度時，將桶形滲灌從加熱爐中取出，并在空氣中讓其自然冷卻。當罐溫降至室溫后，取出帶有滲硼層2的芯棒本體1，并進行拋光處理，得到無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒。其中的滲硼層2厚度為2_。實施例三
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒包括芯棒本體1，所述芯棒本體采用42CrMo鋼制成，其為圓柱狀，所述芯棒本體I的表面加工有滲硼層2。所述滲硼層2是用以下重量份數(shù)的原料經(jīng)下述工藝而形成:
所述原料中:
碳化硼10重量份、鋁粉6重量份、碳化硅80重量份、氟硼酸鉀3份、氟化鈉2重量份、氧化鑭2重量份。所述生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
先將碳化硼、鋁粉、碳化硅、氟硼酸鉀、氟化鈉和氧化鑭放在一起，混合均勻，制成粒徑為:T5cm的粒狀滲劑。與此同時，備好桶形滲罐；
然后,將芯棒本體I懸掛在桶形滲罐內(nèi)，并使芯棒本體I的下端與桶形滲灌的罐底間和芯棒本體I的四周與桶形滲灌的罐壁間均留有5cm的間距；
之后，將粒徑為3 5cm的粒狀滲劑倒入罐底與芯棒本體I間的間距內(nèi)和罐壁與芯棒本體I四周間的間距內(nèi)，并搗實。之后，蓋上罐蓋，罐蓋與芯棒本體上端間留有5cm的間距，間距內(nèi)同樣填充有滲劑。之后，用耐火泥對罐蓋與關(guān)口間進行密封。所述耐火泥是用水玻璃和耐火泥按照水玻璃:耐火泥=15:85的重量比例調(diào)制而成。之后，將密封好的裝有芯棒本體I和粒狀滲劑的桶形滲灌置于加熱爐中，并依次加熱至500攝氏度保溫2小時、加熱至800攝氏度保溫2小時、加熱至950攝氏度保溫5小時，使芯棒本體表面形成滲硼層2。最后，停止加熱，待爐溫降至825攝氏度時，將桶形滲灌從加熱爐中取出，并在空氣中讓其自然冷卻。當罐溫降至室溫后，取出帶有滲硼層2的芯棒本體1，并進行拋光處理，得到無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒。其中的滲硼層厚度為2_。
權(quán)利要求
1.無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒，包括芯棒本體(I);所述芯棒本體采用42CrMo鋼制成，其為圓柱狀，其特征在于所述芯棒本體(I)的表面有滲硼層(2);所述滲硼層(2)由以下重量份數(shù)的原料經(jīng)下述工藝而形成: 所述原料中: 碳化硼8 10重量份、鋁粉4飛重量份、碳化硅75 80重量份、氟硼酸鉀3份、氟化鈉2重量份、氧化鑭2重量份； 所述工藝包括以下步驟: 先將碳化硼、鋁粉、碳化硅、氟硼酸鉀、氟化鈉和氧化鑭放在一起，混合均勻，制成粒徑為3 5cm的粒狀滲劑；與此同時，備好桶形滲罐； 然后,將芯棒本體(I)懸掛在桶形滲罐內(nèi)，并使芯棒本體(I)的下端與桶形滲灌的罐底間和芯棒本體(I)的四周與桶形滲灌的罐壁間均留有3飛cm的間距； 之后，將粒徑為3 5cm的粒狀滲劑倒入罐底與芯棒本體間的間距內(nèi)和罐壁與芯棒本體(O四周間的間距內(nèi)，并搗實；之后，蓋上罐蓋并用耐火泥進行密封； 之后，將密封好的裝有芯棒本體(I)和粒狀滲劑的桶形滲灌置于加熱爐中，并依次加熱至500攝氏度保溫2小時、加熱至800攝氏度保溫2小時、加熱至90(Γ950攝氏度保溫4 5小時，使芯棒本體(I)表面形成滲硼層(2 ); 之后，停止加熱，待爐溫降至850攝氏度以下時，將桶形滲灌從加熱爐中取出，并在空氣中讓其自然冷卻；當罐溫降至室溫后，取出帶有滲硼層(2)的芯棒本體(1)，并進行拋光處理，得到無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒，其特征在于所述耐火封口泥是用水玻璃和耐火泥按照水玻璃:耐火泥=15:85的重量比例調(diào)制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒，其特征在于所述滲硼層(2)厚度為2mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無縫鋼管軋機用改性延伸芯棒及其生產(chǎn)方法。具體說，是用來軋制無縫鋼管的軋機上的延伸芯棒及其生產(chǎn)方法。它包括芯棒本體，所述芯棒本體采用42CrMo鋼制成。其特點是所述芯棒本體的表面有滲硼層。所述滲硼層是用碳化硼、鋁粉、碳化硅、氟硼酸鉀、氟化鈉、氧化鑭等原料，先將芯棒本體懸掛在桶形滲罐內(nèi)，再將上述原料倒入桶形滲罐內(nèi)并搗實。之后，蓋上罐蓋并密封。之后，將裝有芯棒本體和原料的桶形滲灌置于加熱爐中進行加溫；之后，進行冷卻、取出、拋光，而制成。這種延伸芯棒，硬度高，耐磨性能好，使用壽命長。
文檔編號B21B25/00GK103203363SQ20131015519
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月30日
發(fā)明者孫環(huán)生 申請人:無錫大博金機械有限公司