本發(fā)明屬于無(wú)縫鋼管頂頭領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫?zé)o縫鋼管穿孔頂頭。

背景技術(shù)：

無(wú)縫鋼管是使用頂頭將加熱到一定溫度的圓鋼坯進(jìn)行穿孔軋制而得到的一種型材，無(wú)縫鋼管穿孔是無(wú)縫鋼管在工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的一道工序，因而，頂頭的工作性能將直接影響到無(wú)縫鋼管的質(zhì)量?jī)?yōu)劣以及生產(chǎn)效益。實(shí)際使用中，一方面頂頭與加熱后的圓鋼坯直接接觸，頂頭將會(huì)承受高溫作用；另一方面，軋制的過(guò)程中，無(wú)縫鋼管穿孔頂頭（尤其是尖端）需要承受圓管坯料對(duì)它產(chǎn)生的較高的壓力。因此頂頭在使用過(guò)程中同時(shí)受到高溫高壓的作用，容易發(fā)生磨損變形，進(jìn)而失去功效。目前，對(duì)于無(wú)縫鋼管穿孔頂頭技術(shù)的改進(jìn)已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，這些已有的改進(jìn)措施在一定程度上改善了頂頭的制造工藝，降低了頂頭的穿孔成本并且提高了頂頭的使用壽命，但仍然存在很多問(wèn)題亟待解決。人們嘗試去改變頂頭的材質(zhì)或者使用水冷方式來(lái)提高頂頭工作時(shí)候的機(jī)械性能，例如：專利cn106111509a公開(kāi)了高合金無(wú)縫鋼管軋制用高強(qiáng)度耐磨頂頭的方法，通過(guò)噴涂樹(shù)脂，使得頂頭表面獲得良好的耐磨損性能；專利cn203196990u、cn204503759u公開(kāi)的水冷頂頭在鼻部側(cè)后開(kāi)設(shè)有噴水小孔，希望能夠減小汽阻區(qū)，以降低頂頭在使用過(guò)程中的受磨損程度，但是這些優(yōu)化的頂頭仍然保持著一體式結(jié)構(gòu)，在損壞后需要進(jìn)行整體替換，既降低了生產(chǎn)效率又提高了材料消耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為提高無(wú)縫鋼管頂頭使用壽命，本發(fā)明提供一種耐高溫?zé)o縫鋼管穿孔頂頭，不僅耐高溫、抗磨損，還能在損壞后進(jìn)行快速的更換和修復(fù)。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案為，一種耐高溫?zé)o縫鋼管穿孔頂頭，包括頂頭基體與頂尖，頂尖以能拆卸的方式安裝于頂頭基體上，并且頂尖與頂頭基體同軸；所述頂尖采用耐高溫復(fù)合材料制備而成。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述頂尖的外表面設(shè)有螺紋，螺紋的旋轉(zhuǎn)方向與頂頭工作時(shí)旋轉(zhuǎn)的方向一致。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述頂尖的外表面設(shè)有環(huán)狀紋路；環(huán)狀紋路所在平面平行于頂尖與頂頭基體的接觸面。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，耐高溫復(fù)合材料包括高溫合金與氧化物陶瓷，氧化物陶瓷的含量為高溫合金含量的5wt%-15wt%。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，高溫合金為co基或ni基高溫合金。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，氧化物陶瓷為al2o3、zro2或y2o3陶瓷中的一種或任意比的多種。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，頂尖在與頂頭基體接觸面的中心位置設(shè)有一個(gè)及以上的螺紋孔或光孔，頂頭基體在與頂尖接觸面上對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)及以上的螺紋孔，頂尖與頂頭基體采用螺栓與螺紋孔配合的方式連接；螺紋孔安裝時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向與頂頭工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向一致。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，頂尖上螺紋孔優(yōu)選為三個(gè)。

有益效果

由于頂頭在工作中，頂尖失效頻率往往高于頂頭其他部位，本發(fā)明將頂頭分離式設(shè)計(jì)為頂尖與頂頭基體，采用螺栓將頂頭基體與頂尖連接，其有效降低頂尖與頂頭基體間熱傳遞速度，既降低頂頭基體的性能要求、又方便頂尖的更換，同時(shí)有效節(jié)省成本；

為了提高頂尖的使用壽命，本申請(qǐng)中頂尖采用高溫合金與耐熱性氧化陶瓷制備而成，以提高其耐高溫磨損性能以及熱障性能；并在頂尖外部設(shè)置螺紋式結(jié)構(gòu)，有效能夠增加頂尖的鋒利度，降低頂頭使用時(shí)施加于頂尖的作用力，既有利于提高生產(chǎn)效率，又提高頂尖使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是具體實(shí)施方案實(shí)施例1的頂頭分解示意圖；

圖2實(shí)施例1組裝后頂頭的主視圖；

圖3實(shí)施例1頂頭安裝后剖面示意圖；

圖4是具體實(shí)施方案實(shí)施例2的頂頭分解示意圖；

圖5是具體實(shí)施方案實(shí)施例3的頂頭分解示意圖；

圖中：1、頂頭基體；2、頂尖；3、螺栓；4、螺紋孔；

圖中箭頭方向是頂頭工作時(shí)前進(jìn)的方向。

具體實(shí)施方式

為了更好的解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1-3所示的一種耐高溫?zé)o縫鋼管穿孔頂頭，包括頂頭基體與頂尖，頂尖以能拆卸的方式安裝于頂頭基體上，并且頂尖與頂頭基體同軸；

所述頂尖采用耐高溫復(fù)合材料制備而成，并且其外表面帶有螺紋，這里螺紋環(huán)繞頂尖的周面，并且螺紋的旋轉(zhuǎn)方向與頂頭工作時(shí)旋轉(zhuǎn)方向一致，在使用時(shí)螺紋的尖端首先與鋼管接觸，螺紋的方向垂直于頂尖的軸線；這里頂尖外表面的螺紋也可采用平行于頂尖與頂頭基體接觸面的環(huán)狀紋路代替；主要目的是增加頂尖的鋒利度；耐高溫復(fù)合材料包括高溫合金與氧化物陶瓷，氧化物陶瓷的含量為高溫合金含量的5wt%-15wt%；其中，高溫合金為co基或ni基高溫合金；氧化物陶瓷為al2o3、zro2或y2o3陶瓷。

為了方便頂尖與頂頭基體的連接，頂尖在與頂頭基體接觸面的中心位置設(shè)有一個(gè)及以上的螺紋孔或光孔，頂頭基體在與頂尖接觸面上對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)及以上的螺紋孔，頂尖與頂頭基體采用螺栓與螺紋孔配合的方式連接。特別注意的是，由于耐高溫?zé)o縫鋼管穿孔頂頭在工作過(guò)程中會(huì)旋轉(zhuǎn)，所以頂尖旋入螺栓時(shí)，旋轉(zhuǎn)的方向需要與工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向一致，防止脫落。

實(shí)施例1

所述的頂頭頂尖采用co基高溫合金，并在高溫合金中加入優(yōu)選的al2o3陶瓷，以提高其耐高溫磨損性能以及熱障性能；al2o3陶瓷的含量為co基高溫合金含量的5wt%。

頂尖在與頂頭基體接觸面的中心位置設(shè)有一個(gè)螺紋孔，頂頭基體在與頂尖接觸面上對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)螺紋孔，頂尖與頂頭基體采用螺栓與螺紋孔配合的方式連接。

實(shí)施例2

如圖2所示的一種耐高溫?zé)o縫鋼管穿孔頂頭，主要由頂頭基體、頂尖和熱強(qiáng)度和熱硬性高的螺栓組成。所述頂頭基體的小端面（即頂頭基體與頂尖的接觸面）設(shè)有兩個(gè)螺紋孔，兩個(gè)螺紋孔以小端面中心點(diǎn)為對(duì)稱點(diǎn)，成對(duì)稱關(guān)系。頂尖在與頂頭基體接觸的面設(shè)有兩個(gè)與螺紋孔對(duì)應(yīng)的光孔。所述螺栓與頂頭基體連接一端設(shè)有螺紋，與頂尖連接一端為光滑圓柱。組裝過(guò)程中，將螺栓旋入頂頭基體，另一端直接插入頂尖，并且螺栓的光滑圓柱端與光孔處于過(guò)盈配合。這種構(gòu)造使得頂尖失效后，更換頂尖更為簡(jiǎn)單，即只需將頂尖拔出即可。此實(shí)施案例同時(shí)能夠減少連接處扭矩帶來(lái)的影響。

所述的頂頭頂尖采用ni基高溫合金，并在高溫合金中加入優(yōu)選的y2o3與zro2陶瓷，以提高其耐高溫磨損性能以及熱障性能；zro2陶瓷占ni基高溫合金58wt%；y2o3陶瓷占ni基高溫合金2wt%。

實(shí)施例3

如圖3所示的一種耐高溫?zé)o縫鋼管穿孔頂頭，主要由頂頭基體、頂尖和熱強(qiáng)度和熱硬性高的螺栓組成。所述頂頭基體的小端面（頂頭基體與頂尖的接觸面）設(shè)有三個(gè)螺紋孔，三個(gè)螺紋孔以小端面中心點(diǎn)為對(duì)稱點(diǎn)，成三角對(duì)稱關(guān)系。所述頂尖的下端面（頂尖與頂頭基體的接觸面）設(shè)有三個(gè)與螺紋孔對(duì)應(yīng)的光孔。所述螺栓與基體連接一端設(shè)有螺紋，與頂尖連接一端為光滑圓柱。組裝過(guò)程中，將螺栓旋入頂頭基體，另一端直接插入頂尖的光孔（光滑圓柱與光孔為過(guò)盈配合）。這種構(gòu)造使得頂尖失效后，更換頂尖更為簡(jiǎn)單，即只需將頂尖拔出即可。此實(shí)施案例相較于實(shí)施案例2，對(duì)于構(gòu)件工作中產(chǎn)生的扭矩的分散效果更佳，可以有效改善頂頭頂尖和頂頭基體的連接性能，且三角的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步提高頂頭在生產(chǎn)使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。

所述的頂頭頂尖采用co基高溫合金，并在高溫合金中加入優(yōu)選的al2o3、zro2和y2o3陶瓷，以提高其耐高溫磨損性能以及熱障性能；al2o3陶瓷占co基高溫合金5wt%；zro2陶瓷占co基高溫合金5wt%；y2o3陶瓷占co基高溫合金5wt%。

實(shí)施效果

現(xiàn)有頂頭，平均軋制壽命為100根鋼管；本申請(qǐng)研制的高溫?zé)o縫鋼管穿孔頂頭，平均軋制壽命為186根鋼管；現(xiàn)有頂頭在600℃下的耐摩擦系數(shù)是0.52083，本申請(qǐng)頂尖在600℃下的摩擦系數(shù)0.41543；現(xiàn)有頂頭更換時(shí)需要全部更換而本申請(qǐng)的頂頭更換時(shí)只需更換頂尖。

以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。