钼基稀土粉冶成形顶头及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种无缝钢管，特别是高镍铬不绣钢无缝管所用的钼基稀土粉冶成形顶头及其制备方法，其主要技术在于在纯钼粉中同时掺入ＺｒＯ２；Ｙ２Ｏ３；Ｌａ２Ｏ３；ＳＣ２Ｏ３四种稀土氧化物，利用超声波特性，将钼基材料混合制粉，装入叶片式混合搅拌机内，经过初步细化分散混合的钼基稀土粉末，再通过超声波换能器，将经过超声细化分散均质的钼基稀土粉末，在“振动筛分机”内，以配置的泰勒标准１８０目筛孔的分选筛进行筛选筛下物即是混配合格的钼基稀土粉末，经制造钼顶头等静压成形模具、脱模、清理，由配置的氢气气氛烘烤炉、氢气气氛预烧结炉和氢气气氛卧式中频炉完成，本发明专利技术广泛应用在化工、冶金、机械、航空、国防等工业部门。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无缝钢管，特别是高镍铬不绣钢无缝管所用的。
技术介绍
无缝钢管，特别是高镍铬不绣钢无缝管是国民经济建设中十分重要的产品，被广 泛应用在化工、冶金、医药、食品、机械、航空、国防等工业部门。目前，在生产制造无缝钢管 方面，世界各国基本上都在采用顶头热穿孔成形技术。因此，选择使用高温红硬性好强 度高、耐冷热疲劳性稳定、表面质量好、作业性能优良的钼顶头，是确保无缝钢管成型和 质量的重要因素。 我国在上世纪六十年代以前，基本全部采用了 3Cr2W3V模具钢或其他型号模具钢材料制造顶头，做为热穿孔成形工具，生产制造不锈钢无缝管，采用模具钢顶头进行热穿孔成形，不仅很难保证无缝钢管的形状质量，而且模具钢顶头的使用寿命极低。 随着我国钼工业的发展与进步，在上世纪进入七十年代以后，我国科研工作者及顶头生产企业，开发研制出多种铸态TZM钼合金顶头，不仅基本上满足了高镍铬不锈钢无缝管的形状质量，而且还大大提高了顶头的使用寿命；平均每只铸态TZM钼合金顶头的穿管数量已经可以达到118条，最高纪录已能达到158条。凭此优势，铸态TZM钼合金顶头很快就全面取代了模具钢顶头；直到现在，铸态TZM钼合金顶头依然是我国不锈钢无缝管生产制造工艺中的重要工具，并以其造价低廉、供货充足方便等特点，在全国顶头市场上仍占有重要位置。 自上世纪九十年代以后，粉未冶金成形技术得到快速发展，特别是粉未冶金在钼 基材料中的发展应用，使我国的科研单位和钼制品生产企业，首先开发研制出以钼基材料 为主的粉治TZM和TZC钼合金顶头，进而又在此基础上开发研制出添加少量稀土元素的粉 冶MTZR钼基稀土合金顶头，业内人士习惯于都称之为钼顶头，钼顶头的开发研制成功， 使我国高镍铬不锈钢无缝管的产品产量和产品质量钼顶头的平均穿管数量已经可以达到 186条，最高记录已能达到289条。 但由于在不锈钢无缝管的生产制造过程中，钼顶头承担着热穿孔成形的关键作 用，使其工作条件十分恶劣，受力状态极其复杂。因此，无论国内国外，凡采用顶头热穿孔 成形技术的钼顶头，都普遍存在着使用寿命不高，损坏严重的实际问题；以钼基材料的为 主的粉冶TZM、TZC、MTZR等钼顶头也不能例外。本专利技术针对钼顶头存在使用寿命不高、损坏 严重等问题的产生原因，提出来，从而解决了上述 存在着的弊端。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术中存在着的不足之处，提供一种 工艺简单、价格低廉、使用寿命长、损坏率低的一种钼基稀土粉冶成形顶头。 本专利技术另一个目的是提供钼基稀土粉冶成形顶头的制造方法。 本专利技术的解决方案基于纯钼粉中同时掺入Zr02 ;Y203 ;La203 ;SC203四种稀土氧化物，能使钼基稀土合金的再结晶温度提高70(TC左右，达到180(TC以上；生产制造成的钼基稀土粉冶成形顶头的抗拉强度最高可达1080N/mm2，屈服强度最高可达96N/mm2，延伸率最高可达到8% ，完全能够满足不锈钢无缝管的热穿孔成形工艺环境下，对钼顶头的物理机械性能要求。 超声波是一种频率大于可听范围的机械振动波，这种机械振动波有极强的穿透能 力，在气体、液体、固体等媒质中都有极好的传导性，超声波在传导过程中，可以引起媒质微 粒进入振动状态，同时能产生并传递强大能量，从而促使媒质微粒不断向波腹或波节进行 位移运动；虽然位移距离不大，但与超声波振动频率的平方成正比的加速度却极大，有时 甚至可以超过重力加速度的几万倍，如此巨大的加速能量，足以引起媒质微粒发生碰撞、破 裂、移动等结构性变化，充分利用超声波的这种分散均质能力，对钼基材料所有配料组料实 施分散均质细化作用，就能细化配料组料的晶粒粒度，强化配料各组元的分散均化程度，抑 制配料组料中粗大脆性晶粒的生长条件，从而实现改善钼基材料的机械物理性能目标，为 此 1、在纯相粉中同时掺入四种稀土氧化物及较大掺杂比例的配料组料新。 制备本专利技术钼基稀土粉冶成形顶头的最佳方案是以纯钼粉重量为基数是 Zr02掺入1. 3 1. 4% Y203掺入0. 4 0. 6% La203掺入2. 4 2. 6% Se203掺入1. 2 1. 4% 合计掺入比例最高6.0%。 2、充分利用超声波细化分散均质特性对钼基材料配料组料的混合制粉。 本专利技术针对传统现有的混合技术技术中存在的不足，提出了采用超声波细化分散均质技术，这种技术，就是要充分利用超声波特有的高强度频率振动功能，细化配料组料的晶粒粒度，强化配料组元的分散均化程度，抑制配料组料中脆性粗大晶粒的生长条件。 本专利技术采用的超声波细化分散均质技术的具体操作实施方法是 A、将经过称重计量的纯钼粉及应掺入的四种稀土氧化物粉末，共同装入配置的叶片式混合搅拌机内，以240r/min的转速，混合搅拌50 55min ;使纯钼粉和四种稀土氧化物粉末能得到初步细化分散混合。 B、将经过初步细化分散混合的钼基稀土粉末，装入配置的超声波分散器内，通 过特殊设计的超声波换能器，对钼基稀土粉末以频率42KHz，声强3. 5W/cm2，辐射时间 10 12min的技术参数，进行强力超声细化分散均质作业。 C、将经过超声细化分散均质的钼基稀土粉末，装入配置的振动筛分机内，以振 幅10 12mm，振频120次/min的技术参数，以配置的泰勒标准180目筛孔的分选筛进行筛 选。筛下物即是混配合格的钼基稀土粉末，通过出料口装筒暂存备用；筛上物可返回混合 搅拌机内，继续进行细化分散混合。 3、能对钼基稀土混配粉末进行有效细化分散均质作业的超声波换能器。 超声波换能器，是一种能把电能转换成声能，产生超声波特有的机械振动作用，对钼基稀土混配粉末进行有效细化分散均质作业的功能性部件。 根据超声作业对象的物性特征，超声波换能器，是由聚能辐射棒、安装基座、外壳、微调套筒、预应力套筒、振子晶堆、后振动体、吸收块、声反馈晶片、节点支座、后端盖、冷却 气进口 、电极引线等主要部件组件组成。 超声波换能器，由电_声转换部分和聚能辐射棒两部分组成。所有电_声转换零 部件都组装在圆柱形外壳内，通过预应力套筒与前负载块即聚能辐射棒连接；通过导线与 配置的超声波发生器连接；通过冷却气进口 ，与冷却器连接，超声波换能器通过安装基座， 安装固定在超声波分散器上，以安装基座为分界面，聚能辐射棒以浸没形式布置在分散 器容器中的钼基稀土混配粉末内，电_声转换部分布置在分散器容器外。 所述的超声波换能器主要技术 A、振子晶堆由压电稀土陶瓷晶片、厚铜电极板、薄铜电极片、电极导线，通过环氧 胶合组成；压电稀土陶瓷晶片的数量、直径、厚度、孔径等形状尺寸，根据超声波发生器产生 的频率、功率等条件计算选定，厚铜电极板，薄铜目耳极片的数量及形状尺寸，根据压电稀土 陶瓷晶片数量匹配设计。 振子晶堆与前负载块即聚能辐射棒，以平面全接触方式连接。前负载块通过螺纹 与预应力套筒、微调套筒连接，并作为固定机构。振子晶堆与后负载块，也以平面全接触方 式连接，在后负载块中，锒有吸收块和声反馈晶片，形成声、电信息反馈。 B、因压电稀土陶瓷晶片的抗压强度有限，在振子晶堆外，设计有预应力套筒、微调 套筒、前后负载块等调控机构；通过调整预应力套筒，改变前后负载块的间距，既能对振子 晶堆形成足够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钼基稀土粉冶成形顶头，其特征在于：在纯钼粉中同时掺入ＺｒＯ↓［２］；Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］；Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］；ＳＣ↓［２］Ｏ↓［３］四种稀土氧化物。

【技术特征摘要】
一种钼基稀土粉冶成形顶头，其特征在于在纯钼粉中同时掺入ZrO2；Y2O3；La2O3；SC2O3四种稀土氧化物。2. 根据权利要求1所述的一种钼基稀土粉冶成形顶头，其特征在于 制备钼基稀土粉冶成形顶头以纯钼粉重量为基数是Zr02掺入1. 3 1. 4% Y203掺入0. 4 0. 6% La203掺入2. 4 2. 6% Se203掺入1. 2 1. 4% 合计掺入比例最高6.0%。3. 根据权利要求1所述的一种钼基稀土粉冶成形顶头的制造方法，其特征在于利用超声波细化分散均质特性对钼基材料配料组料的混合制粉 具体操作实施方法是A、 将经过称重计量的纯钼粉及应掺入的四种稀土氧化物粉末，共同装入配置的叶片式 混合搅拌机内，以240r/min的转速，混合搅拌50 55min ;使纯钼粉和四种稀土氧化物粉 末能得到初步细化分散混合；B、 将经过初步细化分散混合的钼基稀土粉末，装入配置的超声波分散器内，对钼基稀 土粉末以频率42KHz，声强3. 5W/ci^，辐射时间10 12min的技术参数，进行强力超声细化 分散均质作业；C、 将经过超声细化分散均质的钼基稀土粉末，装入配置的振动筛分机内，以振幅10 12mm，振频120次/min的技术参数，以配置的泰勒标准180目筛孔的分选筛进行筛选，筛下 物即是混配合格的钼基稀土粉末，通过出料口装筒暂存备用，筛上物可返回混合搅拌机内， 继续进行细化分散混合。4. 根据权利要求3所述的一种钼基稀土粉冶成形顶头的制造方法，其特征在所述的超 声波换能器，它是由聚能辐射棒(D、微调套筒(2)、预应力套筒(3)、安装基座(4)、压电稀 土陶瓷品片(5)、厚铜板电极(6)、薄铜板电(7)、圆柱形外壳(8)、节点支座(9)、后振动体 10、吸收块(11)、声反馈晶片(12)、后端盖(13)、电极引线(14)、冷却气进气口 (15)、振子晶 堆、冷却器、超声波分散器组成；所述的超声波换能器，由电——声转换部分和聚能辐射棒两部分组成，所有电-声转换 零部件都组装在圆柱形外壳内(8)，通过预应力套筒(3)与前负载块即聚能辐射棒(1)连 接；通过导线与配置的超声波发生器连接；通过冷却气进口 (15)，与冷却器连接，超声波换 能器通过安装基座(4)，并固定在超声波分散器上；以安装基座(4)为分界面，聚能辐射棒 (1)以浸没形式布置在分散器容器中的钼基稀土混配粉末内，电_声转换部分布置在分散 器容器夕卜；所述的超声波换能器主要技术在于A、 振子晶堆由压电稀土陶瓷晶片(5)、厚铜电极板(6)、薄铜电极片(7)、电极导线，通 过环氧胶合组成；振子晶堆与前负载块即聚能辐射棒(1)，以平面全接触方式连接，前负载块通过螺纹与 预应力套筒(3)、微调套筒(2)连接，并作为固定机构，振子晶堆与后负载块，也以平面全接 触方式连接，在后负载块中，锒有吸收块和声反馈晶片(12)，形成声、电信息反馈；B、 在振子晶堆外，设计有预应力套筒(3)、微调套筒(2)、前后负载块调控机构；通过调 整预应力套筒(3)，改变前后负载块的间距；C、 因...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯驰，王淑平，
申请(专利权)人：四平市北威钼业有限公司，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]