连轧管机用直径为330mm以上的限动芯棒的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种连轧管机用直径为３３０ｍｍ以上的限动芯棒的制造方法，按照以下步骤进行：粗、精轧制坯料→粗加工→淬火→两次高温回火→精加工→抛光→镀铬→脱氢→螺纹磷化。所述的淬火步骤采用水基淬火液作为冷却介质的整体坯料浸淬，淬火温度控制在１０２０～１０５０℃之间。所述的两次高温回火步骤在回火炉中进行，第一次回火温度为５７５～６３５℃；第二次回火温度为５４５～６１５℃，采用空气冷却；所述的抛光步骤采用抛光机完成；对坯料进行粗抛、半精抛、精抛三工序并采用砂圈轮进行抛光；该方法不仅能提高芯棒的生产效率、降低原材料的损耗量及生产成本，而且工艺简单、生产出的限动芯棒使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无缝钢管连轧机组中使用的轧制工具的制造方法，尤其是 涉及一种在连轧机组中使用的直径为330mm以上的大规格限动芯棒的制造方 法。
技术介绍
限动芯棒是生产无缝钢管的连轧机组中所使用的重要轧制工具，消耗量较 大，它的质量和成本直接关系到无缝钢管生产的质量和效益；多年来，国内各 无缝钢管生产企业的限动芯棒多数依靠进口，尤其是直径330mm以上的大规格 限动芯棒几乎全部为进口产品，这种限动芯棒不仅进口周期长，而且价格昂贵， 严重制约着我国无缝钢管产业的发展，因此，迫切需要研制开发一种大规格限 动芯棒的制造方法，以满足国内市场的需求。现有的限动芯棒的制造方法大致有二种，第一种方法为锻造坯料一完 全退火一整体油淬火一二次高温回火一加温矫直一去应力退火一粗 加工一精加工一砂带磨削一镀铬一脱氢。第二种为中国专利技术专利，专 利号为200510024757. 5，名称为钢管连轧限动芯棒的制造新工艺中披露了一种 制造方法，其制造工艺如下锻造/轧制坯料一完全退火一热矫直一粗/ 半精加工一淬火一二次高温回火一砂带磨削一镀铬一脱氢；这种制 造方法解决了第一种方法中芯棒加工困难、制造周期较长、芯棒毛坯收得率低 的问题，但这种方法也存在以下几个方面的不足首先，其锻造/轧制所使用的 坯料为国标GB1299—85中的4Cr5MoSiVl钢锭，这种钢虽具有高淬透性和淬硬 性、 一定的热强性和抗冷热疲劳性能，但其易产生回火脆性且高温强度偏低， 在60(TC强度仅为630 MPa，只能在500 55(TC温度范围内使用。而在轧制钢 管时，限动芯棒表面温度可达70(TC，高温强度偏低易导致芯棒使用初期损坏， 同时，这种钢含有相当数量的碳和碳化物形成元素，固相线及液相线之间温度 区间较宽，加上金属导热性能较差，凝固速度较慢，促使凝固过程中碳化物带 状偏析严重，此带状偏析在常规退火、正火、淬火加热条件下难分难以消除， 造成钢的各向异性，降低了冲击性能和冷热疲劳性能。因此，用这种钢制成的 芯棒使用寿命短，从而影响无缝钢管的生产效率以及生产成本。其次，该方法 采用锻造/轧制坯料，而采用锻造坯料时，由于目前国内只有生产直径330mm 以下的中小规格坯料的锻造设备，而没有生产直纟5 330mm以上的大规格坯料锻造设备，因而大规格坯料在国内无法生产，只能通过进口，这样制约大规格芯棒的产出；另外，当采用轧制坯料时，由于对钢锭仅进行一次粗轧开坯，轧制 出的坯料的外圆精度及直线度都较差，这样一方面需为后续加工保留较多的加 工余量，通常需留10mm以上，从而损耗了大量的钢材；另一方面，由于坯料的 直线度较差，因而该方法增加了第二步骤完全退火及第三步骤热矫直，由于该 两步骤需采用相应的设备，即大型辊式炉及矫直机，并消耗较多的能源和生产 时间，因而大大地增加了设备的投资和生产成本，降低了生产效率。再次，由 于淬火步骤安排在粗/半精加工步骤之后，且在淬火之后不再对坯料作切削加 工，而坯料在淬火时，由于冷却液及冷却速度等工艺条件的不适当等原因，往 往发生超出加工精度要求的变形，从而常常引起限动芯棒在无缝钢管生产中无 法使用，造成了大量的废品；再有，由于砂带磨削步骤是采用普通超长车床， 使用砂带完成芯棒表面的加工，而这种磨削方式不仅生产效率低下，而且生产 出的芯棒表面具有螺旋印痕和振痕，芯棒表面粗糙度较差，难以达到Ra0.8um 的最低要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种连轧管机用直径为330mra以上的限动 芯棒的制造方法，该方法不仅能提高芯棒的生产效率、降低原材料的损耗量及 生产成本，而且工艺简单、生产出的限动芯棒使用寿命长。为解决上述技术问题，本专利技术采用这样的一种连轧管机用直径为330mm以 上的限动芯棒的制造方法，该方法按照以下步骤进行粗、精轧制坯料一粗 加工一淬火一两次高温回火一精加工一抛光一镀铬一脱氢一螺纹磷化。采用这样的方法后，由于在轧制坯料步骤中增加了精轧，使得轧制后的坯 料的外圆精度及直线度都较好，这样一方面只需为后续加工保留较小的加工余 量，通常只需留4mm以下，从而节省了大量的钢材；另一方面，由于坯料的直 线度较好，因而该方法无需对坯料进行完全退火及热矫直，因而大大地减少了 设备的投资和生产成本，简化了生产工艺，提高了生产效率。又由于精加工步 骤安排在高温回火之后，因而在淬火之后对坯料又作了切削加工，使一些变形 的坯料满足加工精度要求，从而避免了废品的发生，降低了废品率；再由于芯 棒表面的加工是通过采用抛光机的抛光步骤完成的，通过该步骤加工出来的芯 棒表面粗糙度低，因而改善了芯棒的表面质量，减少了芯棒工作时和管坯的摩 擦力，从而提高了芯棒的使用寿命。作为本专利技术的一种改进，所述的粗、精轧制坯料步骤中所选用的坯料，其 组份按重量百分含量计，由C 0. 30 0. 38%、 Si 0. 70 1. 10%、 Mn《0. 60%、 Cr 4.5 5.5%、 S《0.005%、 P《0. 015%、 Mo 1. 00 1. 50%、 V 0. 80 1. 20%以及余量Fe组成，所述粗、精轧制坯料采用轧机完成，并将坯料硬度控制在布氏硬度 《229HB。采用这样的坯料后，由于调低了钢中的钒及硅的成分含量，又由于坯 料中铝的含量极低，可忽略不计，这样，减少了钢的回火脆性，提高了钢的蠕 变强度、断裂韧性和高温强度，使得制成的芯棒使用寿命更长。将坯料硬度控 制在布氏硬度《229HB，这样有利于改善坯料的切削加工性能。在本专利技术中，坯 料的组份优选为由C 0. 35%、 Si 0. 7%、 Mn 0. 30%、 Cr 5. 0%、 S 0. 003 %、 P 0. 005%、 Mo 1.3%、 V L00。/。以及余量Fe组成。作为本专利技术的另一种改进，所述的粗加工步骤采用长度18米的超长车床完 成；通过该车床对所述坯料的外圆进行切削加工，使其圆度达到0.2mm，直线 度小于5mm，粗糙度达到Ra 6. 3um。采用这样的方法， 一方面设备投资小，而 且该设备加工速度快，有利于提高生产效率，另一方面能保证后续加工精度需 要，保证芯棒的成品率。作为本专利技术的又一种改进，所述的淬火步骤采用水基淬火液作为冷却介质 的整体坯料浸淬，淬火温度控制在1020 105(TC之间。这样的方法，由于采用 水基淬火液作为冷却介质并配合合理的淬火温度，使得淬火后的芯棒的淬火质 量相比于现有的热处理工艺更为优良，并且大大提高了生产安全性，减少了污 染，而且不会出现现有的使用油作为冷却介质的淬火工艺，其容易发生的在淬 火时油液起火、产生大量烟雾并严重污染环境，可能伤害操作人员身体健康的 事件发生。本专利技术中淬火温度优选为1030。C。在本专利技术中，所述的两次高温回 火步骤在通常的回火炉中进行，第一次回火温度为575 635°C，优选为615°C; 第二次回火温度为545 615'C，优选为585"C，采用空气冷却。采用这样的方 法后，使得回火后芯棒具有很高的韧性和足够的强度，具备综合的优良机械性 能，从而大大提高了芯棒的使用寿命，保证了无缝钢管的生产效率。作为本专利技术的再一种改进，所述的精加工步骤采用长度18米的超长车床完成；通过该车床对所述两次高温回火后的坯料外圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连轧管机用直径为３３０ｍｍ以上的限动芯棒的制造方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：　粗、精轧制坯料→粗加工→淬火→两次高温回火→精加工→抛光→镀铬→脱氢→螺纹磷化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣伟，李陈昊，葛浩彬，沈新群，占中杰，胡现龙，张青，冯遵伟，
申请(专利权)人：宝钢集团常州轧辊制造公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]