生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工件熱處理，具體的是對(duì)生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭進(jìn)行熱處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)縫鋼管生產(chǎn)時(shí)包括鋼坯軋制穿孔的步驟，具體的方法是，讓加熱的鋼坯穿過(guò)軋 輥和頂頭形成的特定孔型，乳輥從鋼坯外圍進(jìn)行軋制，頂頭從鋼坯內(nèi)部貫穿成孔，使鋼坯形 成帶孔的管坯。
[0003] 在上述軋制穿孔過(guò)程中，頂頭的工作條件十分惡劣，其表面要承受壓應(yīng)力、摩擦力 和冷熱交變等多種應(yīng)力，導(dǎo)致頂頭表面快速損耗，最終形成熱疲勞龜裂、踏鼻等缺陷而快速 報(bào)廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，能使 頂頭表面形成致密均勻的氧化膜，延長(zhǎng)頂頭使用壽命。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，包括順序進(jìn)行的以下步驟：
[0007] A、將頂頭送入爐體中加熱至900~1050°C，升溫速度為50~150°C/h;
[0008]B、頂頭在爐體中保溫4~6h ;
[0009] C、讓頂頭在爐體中降溫至750~550 °C，降溫速度為10~100°C/h;
[0010] D、頂頭出爐空冷至室溫；
[0011] 且上述A、B和C步驟進(jìn)行過(guò)程中，均向爐體中加入載體劑和耗氧劑。
[0012] 進(jìn)一步的，所述載體劑為水，耗氧劑為乙醇。
[0013] 進(jìn)一步的，水和乙醇混合形成混合液，加入爐體中，所述混合液加入速度為60~ 120 滴 /min。
[0014] 進(jìn)一步的，所述載體劑為氮?dú)?，耗氧劑為甲烷?br>[0015] 進(jìn)一步的，所述載體劑與耗氧劑按照體積比為70:30~99 :1加入爐體中。
[0016] 進(jìn)一步的，所述載體劑和耗氧劑按照體積比為80 :20加入爐體中。
[0017] 進(jìn)一步的，所述步驟A、B和C進(jìn)行過(guò)程中，將載體劑和耗氧劑混合形成的氣氛吹向 所述頂頭。
[0018] 進(jìn)一步的，所述步驟A、B和C進(jìn)行過(guò)程中，所述載體劑和耗氧劑從爐體上部加入， 所述頂頭位于爐體內(nèi)的下部，用風(fēng)扇在爐體內(nèi)從上向下吹動(dòng)載體劑和耗氧劑形成的氣氛。
[0019] 進(jìn)一步的，所述頂頭是在密封的爐體中進(jìn)行所述步驟A、B和C。
[0020] 進(jìn)一步的，所述密封的爐體為滲碳爐。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是：使用上述生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，載體劑和耗氧 劑在頂頭周圍形成較低的氧分壓氣氛，使得頂頭表層緩慢生成氧化膜，該氧化膜與頂頭基 體呈犬牙交錯(cuò)結(jié)合，致密均勻。穿孔時(shí)，使頂頭表面潤(rùn)滑、耐磨，延長(zhǎng)使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明：
[0023] 生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，包括順序進(jìn)行的以下步驟：
[0024] A、將頂頭送入爐體中加熱至900~1050°C，升溫速度為50~150°C/h;
[0025] B、頂頭在爐體中保溫4~6h;
[0026] C、讓頂頭在爐體中降溫至750~550 °C，降溫速度為10~100°C/h;
[0027] D、頂頭出爐空冷至室溫；
[0028] 且上述A、B和C步驟進(jìn)行過(guò)程中，均向爐體中加入載體劑和耗氧劑。
[0029] 本發(fā)明的頂頭熱處理方法，除了將頂頭送入爐體中進(jìn)行升溫、保溫、降溫處理外， 還額外的在爐體內(nèi)部通入載體劑和耗氧劑。其中載體劑的作用是與耗氧劑混合，并且實(shí)現(xiàn) 輸送耗氧劑的載體功能；耗氧劑的主要作用是緩慢消耗爐體內(nèi)的氧氣，使耗氧劑周圍形成 低氧分壓的氣氛狀態(tài)。
[0030] 當(dāng)頂頭位于上述低氧分壓的氣氛中進(jìn)行升溫、保溫、降溫時(shí)，頂頭表面能夠緩慢形 成致密的灰色氧化膜，該氧化膜能夠顯著減緩頂頭使用時(shí)的表面損壞，延長(zhǎng)頂頭使用壽命。
[0031] 具體的，所述載體劑可以是水、氮?dú)?、二氧化碳、氬氣等，耗氧劑可以是甲醇、乙醇?丙酮、煤油等，載體劑和耗氧劑均可以是一種物質(zhì)，也可以是幾種物質(zhì)混合使用。載體劑和 耗氧劑搭配使用時(shí)要考慮兩者之間不會(huì)相互發(fā)生反應(yīng)，配合使用時(shí)要方便，安全。例如優(yōu)選 的搭配方式可以是，載體劑為水，耗氧劑為乙醇，或者載體劑為氮?dú)?，耗氧劑為甲烷?br>[0032] 當(dāng)采用載體劑為水，耗氧劑為乙醇的實(shí)施方式時(shí)，可以是將水和乙醇混合形成混 合液，加入爐體中，所述混合液加入速度為60~120滴/min?；旌弦后w進(jìn)入爐體中遇到高 溫會(huì)迅速氣化分散，并且耗氧劑與氧氣發(fā)生反應(yīng)使周圍氣氛的氧分壓降低。
[0033] 當(dāng)采用載體劑為氮?dú)猓难鮿榧淄榈膶?shí)施方式時(shí)，所述載體劑與耗氧劑可以是 直接通過(guò)細(xì)管送入爐體。與前述實(shí)施方式同理，氮?dú)夂图淄檫M(jìn)入爐體后，也能形成低氧分壓 的氣氛。
[0034] 載體劑和耗氧劑的使用配比根據(jù)原料的種類決定，通常的，可以是所述載體劑與 耗氧劑按照體積比為70 :30~99 :1加入爐體中，優(yōu)選的可以是載體劑與耗氧劑體積比為 80 :20加入爐體，即80 %是載體劑，20 %是耗氧劑。
[0035] 進(jìn)一步的，低氧分壓的氣氛包裹住頂頭，能促使頂頭表面緩慢氧化，載體劑和耗氧 劑可以是直接加入到頂頭的周圍使低氧分壓氣氛在頂頭周圍出現(xiàn)并擴(kuò)散，優(yōu)選的，可以是 所述步驟A、B和C進(jìn)行過(guò)程中，將載體劑和耗氧劑混合形成的氣氛吹向所述頂頭。例如在 爐體中設(shè)置送氣管，送氣管的出口位于頂頭放置處，將需要的載體劑和耗氧劑氣體混合加 壓裝入罐體中，開啟閥門即可讓高壓的混合氣體通過(guò)送氣管吹至頂頭周圍。
[0036] 例如也可以是所述載體劑和耗氧劑從爐體上部加入，所述頂頭位于爐體內(nèi)的下 部，用風(fēng)扇在爐體內(nèi)從上向下吹動(dòng)，使載體劑和耗氧劑形成的氣氛送至頂頭處。
[0037] 為了使?fàn)t體內(nèi)的氣氛盡量穩(wěn)定，減少外來(lái)氣流影響，優(yōu)選的，可以是讓頂頭在密封 的爐體中進(jìn)行所述步驟A、B和C。
[0038] 即是將頂頭送入封閉的爐體中加熱至900~1050°C，升溫速度為50~150°C/h; 保溫4~6h;降溫至750~550°C，降溫速度為10~100°C/h;隨后頂頭出爐空冷至室溫； 并且在封閉的爐體中進(jìn)行的加熱、保溫、降溫過(guò)程中，均向爐體中加入載體劑和耗氧劑。
[0039] 優(yōu)選的可以是將頂頭送入滲碳爐中進(jìn)行上述處理。
[0040] 下面以幾個(gè)具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的熱處理方法，如表1和表2所示，1#~ 6#共6個(gè)頂頭樣品分別按照不同的參數(shù)進(jìn)行熱處理，最后檢測(cè)頂頭表面氧化膜的情況。
[0041] 表1 :樣品在爐體中升溫、保溫、降溫參數(shù)：
[0042]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其特征在于，包括順序進(jìn)行的以下步驟： A、 將頂頭送入爐體中加熱至900~1050°C，升溫速度為50~150°C /h ; B、 頂頭在爐體中保溫4~6h ; C、 讓頂頭在爐體中降溫至750~550°C，降溫速度為10~100°C /h ; D、 頂頭出爐空冷至室溫； 且上述A、B和C步驟進(jìn)行過(guò)程中，均向爐體中加入載體劑和耗氧劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其特征在于，所述載體劑為 水，耗氧劑為乙醇。
3. 如權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其特征在于，水和乙醇混合 形成混合液，加入爐體中，所述混合液加入速度為60~120滴/min。
4. 如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其特征在于，所述載體劑為 氮?dú)?，耗氧劑為甲烷?br>5. 如權(quán)利要求2、3或4所述的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其特征在于，所述載體 劑與耗氧劑按照體積比為70 :30~99 :1加入爐體中。
6. 如權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其特征在于，所述載體劑和 耗氧劑按照體積比為80 :20加入爐體中。
7. 如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其特征在于，所述步驟A、B和 C進(jìn)行過(guò)程中，將載體劑和耗氧劑混合形成的氣氛吹向所述頂頭。
8. 如權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其特征在于，所述步驟A、B 和C進(jìn)行過(guò)程中，所述載體劑和耗氧劑從爐體上部加入，所述頂頭位于爐體內(nèi)的下部，用風(fēng) 扇在爐體內(nèi)從上向下吹動(dòng)載體劑和耗氧劑形成的氣氛。
9. 如權(quán)利要求1~8中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其 特征在于，所述頂頭是在密封的爐體中進(jìn)行所述步驟A、B和C。
10. 如權(quán)利要求9所述的生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，其特征在于，所述密封的爐 體為滲碳爐。
【專利摘要】本發(fā)明涉及生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，包括順序進(jìn)行的以下步驟：將頂頭送入爐體中加熱至900～1050℃，升溫速度為50～150℃/h；頂頭在爐體中保溫4～6h；讓頂頭在爐體中降溫至750～550℃，降溫速度為10～100℃/h；頂頭出爐空冷至室溫；且上述A、B和C步驟進(jìn)行過(guò)程中，均向爐體中加入載體劑和耗氧劑。使用上述生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的頂頭熱處理方法，載體劑和耗氧劑在頂頭周圍形成較低的氧分壓氣氛，使得頂頭表層緩慢生成致密均勻的氧化膜，該氧化膜與頂頭基體呈犬牙交錯(cuò)結(jié)合，穿孔時(shí)，頂頭表面潤(rùn)滑、耐磨，延長(zhǎng)使用壽命。
【IPC分類】C21D9-00, C23C8-22
【公開號(hào)】CN104831042
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510259293
【發(fā)明人】康強(qiáng)
【申請(qǐng)人】攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月20日