穿孔顶头制造技术

本发明专利技术涉及一种穿孔顶头，其具有：顶头主体，在所述顶头主体的表面形成的Ni-Cr层，以及在所述Ni-Cr层的表面形成的喷镀皮膜；其中，所述顶头主体以质量％计，含有20～30％的Cr、30～55％的Ni、0.005～0.5％的C、0.1～1.0％的Si、0.2～1.5％的Mn以及满足下述条件式(A)的Mo和W中的至少1种，剩余部分包括Fe和杂质；1.5％≤Mo+0.5W≤8.5％ (A)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种顶头，更详细地说，涉及一种对钢坯进行穿孔轧制的穿孔机中使用的顶头(以下称为穿孔顶头(piercing plug))。本申请基于2012年8月10日提出的日本专利申请特愿2012-177946号、和2012年7月20日提出的日本专利申请特愿2012-161045号并主张其优先权，这里引用其内容。
技术介绍
穿孔机被用于采用满乃斯曼(Mannesman)法的无缝钢管的制造。穿孔机具有一对倾斜轧辊和穿孔顶头。穿孔顶头配置于一对倾斜轧辊间的轧制线上。穿孔机一边通过倾斜轧辊使钢坯沿周向旋转一边将顶头压入钢坯内，对钢坯进行穿孔轧制而制造中空原管(original pipe)。穿孔机对加热至高温的钢坯进行穿孔轧制。因此，压入钢坯的穿孔顶头曝露于高温下，同时承受较高的压力。因此，穿孔顶头容易发生熔损和烧接。一般地说，在穿孔顶头的母材表面形成氧化皮。氧化皮隔绝来自钢坯的热而抑制熔损的发生。氧化皮进而抑制烧接的发生。然而，每次对钢坯进行穿孔轧制，氧化皮都发生磨损。一旦氧化皮消失，则穿孔顶头的母材温度上升，从而穿孔顶头发生熔损。为了提高穿孔顶头的使用次数，人们已经提出了不仅在穿孔顶头的母材表面形成氧化皮，而且调整母材的成分组成的方案(例如参照下述专利文献1～3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平4-74848号公报专利文献2：日本特开平4-270003号公报<br>专利文献3：日本特公昭64-7147号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题专利文献1～3所公开的穿孔顶头的母材均为Fe基合金，且在其母材表面形成氧化皮。然而，如果因穿孔轧制时与钢坯的接触等所引起的母材的变形或者熔损的程度较大，则作为用于制造相同尺寸的中空原管的穿孔顶头，变得无法再利用。也就是说，穿孔顶头的使用次数降低。另一方面，近年来，已经确立了在穿孔顶头的母材表面通过钢丝材的电弧喷镀而形成喷镀皮膜以代替氧化皮的技术(例如参照国际公开第2009/057471号)。如上所述，在将氧化皮形成于穿孔顶头的母材表面的情况下，需要采用容易氧化的Fe基合金构成母材。然而，由于近年的喷镀技术的确立，不需要在穿孔顶头的母材表面形成氧化皮，因而母材组成的设计自由度得以大幅度提高。于是，本专利技术人对高温强度、变形阻力以及耐热冲击性比Fe基合金更为优良的Ni-Cr基合金能否用作穿孔顶头的母材进行了潜心的研究。结果已经判明：因穿孔轧制引起的母材的变形受到大幅度抑制，但母材表面形成的喷镀皮膜容易剥离，从而因熔损和烧接的进行而使穿孔顶头的寿命缩短。本专利技术是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种母材(顶头主体)的耐变形性以及喷镀皮膜的附着力优良的长寿命的穿孔顶头。用于解决课题的手段本专利技术为解决上述课题并实现这样的目的而采用了以下的手段。也就是说，(1)本专利技术的一实施方式涉及一种穿孔顶头，其具有：顶头主体；在所述顶头主体的表面形成的Ni-Cr层；以及在所述Ni-Cr层的表面形成的喷镀皮膜；其中，所述顶头主体以质量％计，含有20～30％的Cr、30～55％的Ni、0.005～0.5％的C、0.1～1.0％的Si、0.2～1.5％的Mn以及满足下述条件式(A)的Mo和W中的至少1种，剩余部分包括Fe和杂质。1.5％≤Mo+0.5W≤8.5％   (A)(2)根据上述(1)所述的穿孔顶头，其中，也可以在所述Ni-Cr层以及所述喷镀皮膜形成于所述顶头主体上之后，于850～1150℃下进行热处理。(3)根据上述(1)或(2)所述的穿孔顶头，其中，所述喷镀皮膜也可以含有铁和铁氧化物。(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的穿孔顶头，其中，所述喷镀皮膜也可以通过钢丝材的电弧喷镀而形成。(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的穿孔顶头，其中，所述Ni-Cr层的厚度也可以为50～100μm。专利技术的效果根据上述的实施方式，可以提供一种母材(顶头主体)的耐变形性以及喷镀皮膜的附着力优良的长寿命的穿孔顶头。附图说明图1是表示一般的穿孔机的构成的示意图。图2是本专利技术的一实施方式的穿孔顶头的纵向剖视图。图3是图2所示的穿孔顶头的表面附近的放大图。图4是剪切强度测定试验中使用的试验片的俯视图以及侧视图。具体实施方式以下参照附图，就本专利技术的一实施方式的穿孔顶头进行说明。图中相同或者相当部分标注相同符号，并不对其进行重复说明。图1是表示一般的穿孔机30的构成的示意图。在穿孔机30中，穿孔顶头PP安装于带芯棒34的顶端，并配置在一对倾斜轧辊32、32间的轧制线PL上。在穿孔轧制时，穿孔顶头PP被压入钢坯36中。因此，穿孔顶头PP曝露于高温下，同时承受较高的压力。其结果是，穿孔顶头PP由于与钢坯的接触等，往往使作为母材的顶头主体产生变形，或者发生熔损。如上所述，以往的穿孔顶头PP的顶头主体通常由Fe基合金构成。在此情况下，在顶头主体的表面容易形成氧化皮。氧化皮可以提高耐烧接性，而且隔绝来自钢坯36的热，从而使熔损受到某种程度的抑制。然而，在顶头主体由Fe基合金构成的情况下，由于与钢坯36的接触，往往大大地发生变形，或者因熔损而使形状发生变化。特别地，穿孔顶头PP的顶端部由于与钢坯36强有力地接触，所以因熔损引起的形状变化或者因接触时的外力引起的变形变得容易增大。于是，本实施方式的穿孔顶头为了抑制作为母材的顶头主体的变形量，具备不是由Fe基合金、而是由具有后述化学组成的Ni-Cr基合金构成的顶头主体。Ni-Cr基合金具有较高的高温强度、变形阻力以及耐热冲击性。因此，本实施方式的穿孔顶头即使与钢坯36接触也难以发生变形和熔损。然而，Ni-Cr基合金由于Cr含量较高，因而在表面难以形成氧化皮。如果将由Ni-Cr基合金构成的热加工工具用于穿孔顶头以外的其它用途(例如导靴)，则即使氧化皮难以形成，通过向表面供给润滑剂，也可以抑制烧接的发生。然而，穿孔顶头难以在穿孔轧制中向穿孔顶头的表面供给润滑剂。究其原因，这是因为如图1所示，穿孔顶头压入钢坯内。因此，如果将Ni-Cr基合金的顶头主体直接用作穿孔顶头，则有可能发生烧接。于是，本实施方式的穿孔顶头具有在顶头主体的表面形成的Ni-Cr层、和在该Ni-Cr层的表面形成的喷镀皮膜。喷镀皮膜由于具有耐烧接性，因而即便是Ni-Cr基合金的穿孔顶头，也可以抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿孔顶头，其特征在于，具有：顶头主体，在所述顶头主体的表面形成的Ni‑Cr层，以及在所述Ni‑Cr层的表面形成的喷镀皮膜；其中，所述顶头主体以质量％计，含有20～30％的Cr、30～55％的Ni、0.005～0.5％的C、0.1～1.0％的Si、0.2～1.5％的Mn、以及满足下述条件式(A)的Mo和W中的至少1种，剩余部分包括Fe和杂质；1.5％≤Mo+0.5W≤8.5％    (A)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.20 JP 2012-161045;2012.08.10 JP 2012-177941.一种穿孔顶头，其特征在于，具有：
顶头主体，
在所述顶头主体的表面形成的Ni-Cr层，以及
在所述Ni-Cr层的表面形成的喷镀皮膜；
其中，所述顶头主体以质量％计，含有
20～30％的Cr、
30～55％的Ni、
0.005～0.5％的C、
0.1～1.0％的Si、
0.2～1.5％的Mn、以及
满足下述条件式(A)的Mo和W中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：野坂笃志，日高康善，东田泰斗，尾形龙太郎，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP