一种马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法。包括以下步骤：第一步、马氏体不锈钢连铸坯准备；第二步、连铸坯表面剥皮及分段；第三步、连铸坯钻孔及端面加工喇叭口；第四步、连铸坯清洗及预热；第五步、连铸坯感应加热及滚润滑剂；第六步、喇叭口加润滑剂及扩孔；第七步、再次感应加热及内加外滚润滑剂；第八步、工模具准备及挤压成型。本发明专利技术提供的马氏体不锈钢连铸坯挤压方法，原料为连铸圆坯，经过外剥皮内钻孔加工，去除了连铸坯中心疏松、缩孔等缺陷，并且经过扩孔改善了连铸坯的中心质量，再经过挤压工艺完成马氏体不锈钢无缝管的生产，本发明专利技术生产的无缝钢管，制造成本低，内外表面质量较好，钢管尺寸均能满足客户的要求。

A manufacturing method of seamless tube extruded by continuous casting slab of martensitic stainless steel

【技术实现步骤摘要】
一种马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法
本专利技术总体涉及钢铁制造领域，具体而言是涉及一种马氏体不锈钢直接采用连铸坯挤压成无缝管的工艺方法。
技术介绍
本专利技术的马氏体不锈钢无缝管主要应用在油气井行业，目前油井管主要分为两大类，一是按API标准生产的油井管，二是按非API标准生产的油井管。虽然L80-13Cr是API标准中的钢级，但由于国内大多数钢管厂家对高合金钢管的生产不具备炼钢优势，加之多数厂家丝扣加工为API标准扣型，导致目前用于抗腐蚀、超深井的L80-13Cr油井管部分还采用进口，而国内各钢厂生产的L80-13Cr由于有的技术能力不过关，造成市面产品质量参差不齐，并且制造成本相对较高。由于海上油气井及超深井的增加，L80-13Cr等高合金钢油井管的需求必将越来越大，因此开发L80-13Cr油井管是一个很好的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供一种马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法，以解决上述
技术介绍
中出现的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法，步骤如下：第一步、坯料准备，其中，连铸坯料为L80-13Cr、L80-9Cr、添加Mo和Ni合金的改良型13Cr等。第二步、剥皮及分段，由于连铸坯表面较粗糙，需要进行剥皮加工，然后根据成品管的长度设计进行分段。第三步、钻孔及加工喇叭口，连铸坯中心钻孔30～80mm，并根据钻孔直径倒35～45°的喇叭口；由于连铸坯的特点是心部存在疏松、缩孔等不利于挤压的缺陷，但挤压工艺的特点是坯料中心需要钻孔，以及端部加工喇叭口，目的是有利于添加润滑剂及扩孔。第四步、清洗及预热，连铸坯经过加工后表面存在油污，所以需要进行清洗，避免加热时造成表面增碳现象。由于不锈钢的导热性相对较差，所以需要进行低温预热。第五步、加热及涂润滑剂，连铸坯需采用感应炉进行快速加热，有利于不锈钢的高温塑性变形。扩孔时扩孔筒和连铸坯属于金属间的表面摩擦，摩擦力较大，所以连铸坯表面需要滚压上润滑剂。第六步、心部润滑及扩孔，将润滑剂放到喇叭口的位置，填满。扩孔头对准中心，在扩孔杆的作用下完成扩孔，由于扩孔工序是小变形量，对连铸坯的心部质量刚好起到改善作用。第七步、再加热及润滑，由于扩孔后的连铸坯料已经降温，所以再次用感应炉快速加热。为了降低连铸坯和挤压筒、芯棒的摩擦，所以，需要在内孔添加润滑剂，以及外表面滚压润滑剂。第八步、工模具准备及挤压，为了减少连铸坯料接触工模具后降温，需要对挤压筒和芯棒进行预热准备。连铸坯进入挤压筒后，芯棒快速伸进内孔，在挤压杆的推力下完成挤压。作为本专利技术进一步的方案：第一步中，连铸坯料是采用电炉+LF+VD+CCM的工艺生产出来的，连铸坯的外径：Ф180～500mm，连铸坯长度：1500～7000mm。本专利技术采用的马氏体不锈钢连铸坯相比于奥氏体不锈钢具备了连铸大型圆坯料技术，更容易成型并具有较好的低倍质量。而连铸相比于传统的铸锭+锻造技术，生产效率高，成材率高，成本低。且和挤压工艺配合，弥补了连铸的不利因素，所以，本专利技术采用了低成本连铸坯却可以挤压出高质量的无缝管。作为本专利技术再进一步的方案：第一步中，所述改良型13Cr是指，在L80-13Cr的基础上添加Mo合金0.5～3.0wt％，添加Ni合金1.0～6.0wt％。作为本专利技术再进一步的方案：第二步中，剥皮深度为3～8mm，剥皮后的表面粗糙度为Ra6.3。连铸坯的分段长度为450～1200mm。作为本专利技术再进一步的方案：第四步中，加工后的连铸坯采用碱液清洗去油污，预热温度为750～850℃。作为本专利技术再进一步的方案：第五步中，连铸坯采用感应加炉加热，加热温度为1100～1180℃。加热后的连铸坯滚压润滑剂，润滑剂为玻璃粉，玻璃粉型号为844-7。作为本专利技术再进一步的方案：第六步中，连铸坯喇叭口先用玻璃棉堵住内孔，在喇叭口添加润滑剂，润滑剂为中碱粉。在喇叭口的润滑剂上放扩孔头，扩孔头采用H13模具钢制作。作为本专利技术再进一步的方案：第七步中，连铸坯再次采用感应炉加热，加热温度为1150～1220℃。连铸坯需要内撒外压润滑剂，内润滑剂为中碱粉，外润滑剂为844-7玻璃粉。内表面撒润滑剂的时候，连铸坯在拖轮上旋转。作为本专利技术再进一步的方案：第八步中，所述工模具是指挤压筒、芯棒和挤压模，挤压筒需要预热到200～350℃，芯棒需要预热到300～450℃。挤压速度为150～300mm/s，挤压力为20～63MN。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管方法，相对于传统的铸锭+锻造制坯工艺，连铸坯的生产效率高，成材率高，并且省去了锻造工序，直接用连铸坯挤压，所以，成本下降了20％以上。由于该方法采用了具有三向压应力的挤压变形技术，挤压时，连铸坯表面几乎全部受工具的限制，在三向压应力作用下成型，也就是连铸坯内部应力的静水压成分影响大，可以给予金属材料大的变形，使金属充分发挥其最大的塑性。因此，生产的产品内外表面质量好，产品质量稳定，产品具有较高的竞争力，工艺优势凸显。附图说明图1为本专利技术的马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法整体工艺。图2为本专利技术的马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的挤压工艺图。图3为本专利技术的马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的挤压受力示意图图。具体实施方式下面将结合具体实施方式对本专利技术专利的技术方案作进一步详细地说明。本专利技术的马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法整体工艺见图1。其中连铸坯在挤压筒内的动作见图2，先把连铸坯1放入挤压筒4内，芯棒3提前伸入连铸坯1的中心孔，挤压垫5在挤压杆6的推动下，把连铸坯从挤压模2中挤出，模支撑7顶住挤压模2使其固定不变。参见图3，连铸坯在挤压过程中受到三个方向的挤压力，正压力P、周向压力N和反压力T。由于此三向压应力的特点，使金属材料在密闭的空间中只能沿着挤出口方向流动，所以，变形过程中可以充分发挥材料的最佳塑性变形，特别是对于塑性较差的连铸坯、铸锭等铸态组织金属，以及高温变形抗力较大、变形温度区间较窄等难变形合金。实施例1一种马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法，步骤如下：第一步、坯料准备，连铸坯材质为L80-13Cr，连铸坯规格为Φ430mm。第二步、剥皮及分段，由于连铸坯表面较粗糙，需要进行剥皮加工，加工规格为Φ415mm，分段长度为820mm。第三步、钻孔及加工喇叭口，由于连铸坯的特点是心部存在疏松、缩孔等不利于挤压的缺陷，但挤压工艺的特点是坯料中心需要钻孔，钻孔直径为80mm，以及端部加工喇叭口，喇叭口锥度为42°。第四步、清洗及预热，连铸坯经过加工后表面存在油污，所以需要进行清洗，采用碱液清洗。由于不锈钢的导热性相对较差，所以需要进行低温预热，预热温度为800℃。第五步、加热及涂润滑剂，连铸坯需采用感应炉进行快速加热，加热温度为1150℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：/n第一步、连铸坯准备；/n第二步、剥皮及分段，由于连铸坯表面较粗糙，需要进行剥皮加工，然后根据成品管的长度设计进行分段；/n第三步、钻孔及加工喇叭口，连铸坯中心钻孔30～80mm，并根据钻孔直径倒35～45°的喇叭口；/n第四步、清洗及预热，连铸坯经过加工后表面存在油污，所以需要进行清洗，避免加热时造成表面增碳现象；由于不锈钢的导热性相对较差，所以需要进行低温预热；/n第五步、加热及涂润滑剂，连铸坯需采用感应炉进行快速加热，有利于不锈钢的高温塑性变形；扩孔时扩孔筒和连铸坯属于金属间的表面摩擦，摩擦力较大，所以连铸坯表面需要滚压上润滑剂；/n第六步、心部润滑及扩孔，将润滑剂放到喇叭口的位置，填满。扩孔头对准中心，在扩孔杆的作用下完成扩孔，由于扩孔工序是小变形量，对连铸坯的心部质量刚好起到改善作用；/n第七步、再加热及润滑，由于扩孔后的连铸坯料已经降温，所以再次用感应炉快速加热；为了降低连铸坯和挤压筒、芯棒的摩擦，所以，需要在内孔添加润滑剂，以及外表面滚压润滑剂；/n第八步、工模具准备及挤压，为了减少连铸坯料接触工模具后降温，需要对挤压筒和芯棒进行预热准备；连铸坯进入挤压筒后，芯棒快速伸进内孔，在挤压杆的推力下完成挤压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
第一步、连铸坯准备；
第二步、剥皮及分段，由于连铸坯表面较粗糙，需要进行剥皮加工，然后根据成品管的长度设计进行分段；
第三步、钻孔及加工喇叭口，连铸坯中心钻孔30～80mm，并根据钻孔直径倒35～45°的喇叭口；
第四步、清洗及预热，连铸坯经过加工后表面存在油污，所以需要进行清洗，避免加热时造成表面增碳现象；由于不锈钢的导热性相对较差，所以需要进行低温预热；
第五步、加热及涂润滑剂，连铸坯需采用感应炉进行快速加热，有利于不锈钢的高温塑性变形；扩孔时扩孔筒和连铸坯属于金属间的表面摩擦，摩擦力较大，所以连铸坯表面需要滚压上润滑剂；
第六步、心部润滑及扩孔，将润滑剂放到喇叭口的位置，填满。扩孔头对准中心，在扩孔杆的作用下完成扩孔，由于扩孔工序是小变形量，对连铸坯的心部质量刚好起到改善作用；
第七步、再加热及润滑，由于扩孔后的连铸坯料已经降温，所以再次用感应炉快速加热；为了降低连铸坯和挤压筒、芯棒的摩擦，所以，需要在内孔添加润滑剂，以及外表面滚压润滑剂；
第八步、工模具准备及挤压，为了减少连铸坯料接触工模具后降温，需要对挤压筒和芯棒进行预热准备；连铸坯进入挤压筒后，芯棒快速伸进内孔，在挤压杆的推力下完成挤压。


2.根据权利要求1所述的马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法，其特征在于，第一步中，连铸坯料是采用电炉+LF+VD+CCM的工艺生产出来的，连铸坯的外径：Ф180～500mm，连铸坯长度：1500～7000mm。


3.根据权利要求1所述的马氏体不锈钢连铸坯挤压无缝管的制造方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚彬，庞于思，凌元祥，郭长华，廖斌，
申请(专利权)人：江阴华润制钢有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32