一种耐高温钢管穿孔顶头制造技术

本发明专利技术涉及一种耐高温钢管穿孔顶头，属于金属材料技术领域。其包括由顶部、连接部和安装部一体成型组成的本体，在顶部表面激光熔覆形成的镍基合金层，以及在镍基合金层表面激光熔覆形成的高强度合金层，安装部呈圆筒状且在安装部内壁上开设有内螺纹，顶部呈圆盘状，连接部内部中空并与安装部内部相通，连接部具有大端和小端且连接部外侧壁为外凸的圆弧面，连接部大端与安装部相连且平滑过渡，连接部小端与顶部相连且连接部小端的外径等于顶部的最小外径。本发明专利技术在顶部表面激光熔覆镍基合金层及高强度合金层，并通过配置它们特定的材料配方，大幅度提高穿孔顶头的力学性能、机械性能，进而大大提高其耐磨性和耐温性，提高顶头的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐高温钢管穿孔顶头，具体涉及一种顶部表面激光熔覆镍基合金 层及高强度合金层的耐高温钢管穿孔顶头，属于金属材料

技术介绍
随着我国无缝钢管出口量的增加，生产无缝钢管所使用的备件的消耗量也逐年增 大。穿孔顶头是生产无缝钢管的关键工具，穿孔顶头的质量的好坏和使用寿命的长短对无 缝钢管的产量、质量和生产成本都有直接的影响。穿孔顶头在工作时温度很高，并承受很大 的复合应力，使用中会出现变形、塌陷、粘钢、开裂等失效。我国每年有超过百万的穿孔顶头 因失效原因而被废弃掉，并且这个数字正以15%以上的速度逐年增长。如能将这些失效的 或新的穿孔顶头利用激光熔覆技术对其表面进行处理，每年可节省材料费上亿元。穿孔机 对被加热至高温的钢坯进行穿孔乳制。因此，压进钢坯的穿孔顶头在高温下暴露的同时，还 受到高的压力及长期的高温环境，容易出现塌鼻、粘钢、开裂等失效问题，寿命不长而研制 高质量高寿命的穿孔顶头已成为钢管生产中的重要课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种耐磨性好，耐温性好，使用 寿命长的耐高温钢管穿孔顶头。 本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种耐高温钢管穿孔顶头，包括由顶 部、连接部和安装部一体成型组成的本体，在顶部表面激光熔覆形成的镍基合金层，以及在 镍基合金层表面激光熔覆形成的高强度合金层，所述安装部呈圆筒状且在安装部内壁上开 设有内螺纹，顶部呈圆盘状，连接部内部中空并与安装部内部相通，连接部具有大端和小端 且连接部外侧壁为外凸的圆弧面，连接部大端与安装部相连且平滑过渡，连接部小端与顶 部相连且连接部小端的外径等于顶部的最小外径。 本专利技术耐高温钢管穿孔顶头在顶部的基体上先激光熔覆一层镍基合金层，再激光 熔覆一层高强度合金层，镍基合金层硬度比高强度合金层低，对高硬度高耐磨性的高强度 合金层起过渡作用，可以很好的缓解堆焊应力，提高顶部的耐磨性，使顶头具有较高的高温 强度，而且具有较高的变形阻力以及耐热冲击性，因而熔损和变形受到抑制，进而提高钢管 穿孔顶头的性能。 在上述耐高温钢管穿孔顶头中，所述钢管穿孔顶头本体的组成元素及质量百 分比为：碳（C) :0· 30-0. 50 %，铬（Cr) : 12. 50-14. 50 %，镍（Ni) :3· 00-4. 20 %，钨（W): 2. 20-2. 8%，钒（V) :0.05-0. 20%，硼（B) :0.02-0. 25%，稀土钇（Y) :0.05-0. 25%，余量为 铁（Fe)以及不可避免的杂质。 本专利技术钢管穿孔顶头通过合理地配伍原材料，适当提高了镍、铬的含量，省去了 锰、硅、钼等元素，并添加了钨、硼、钒以及稀土元素钇，一方面，稀土元素钇得加入改善顶头 本体的致密性，降低氧化速率，提高氧化膜的抗剥落性能，从而显著改善其高温抗氧化性。 另一方面，本专利技术在添加稀土元素钇的同时，添加了钨、硼、钒，不仅净化钢液控制夹杂物形 态，改善一次组织，而且有固溶强化和沉淀强化的作用，又有良好的塑性，发挥微量稀土元 素强抑制局域弱化作用，起到综合改善钢的性能，进而使本专利技术钢管穿孔顶头的力学性能 及机械性能优异，具有较好的耐磨性和范围较宽的耐温性，并提高其使用寿命长。 作为优选，所述钢管穿孔顶头本体的组成元素及质量百分比为：碳（C): 0· 35-0. 45 %，铬（Cr) :13· 00-14. 00 %，镍（Ni) :3· 50-4. 00 %，钨（W) :2· 25-2. 60 %，钒 (V) :0.08-0. 18%，硼（B) :0.05-0. 22%，稀土钇（Y) :0.06-0. 20%，余量为铁（Fe)以及不 可避免的杂质。 进一步优选，所述钢管穿孔顶头本体的组成元素及质量百分比为：碳（C): 0· 42 %，铬（Cr) :13· 20 %，镍（Ni) :3· 60 %，钨（W) :2· 50 %，钒（V) :0· 12 %，硼（B): 0. 15%，稀土钇（Y) :0. 10%，余量为铁（Fe)以及不可避免的杂质。 进一步优选，所述钢管穿孔顶头本体的组成元素及质量百分比为：碳（C): 0· 35 %，铬（Cr) :14. 00 %，镍（Ni) :3· 50 %，钨（W) :2· 60 %，钒（V) :0· 08 %，硼（B): 0.22%，稀土钇（Y) :0.06%，余量为铁（Fe)以及不可避免的杂质。 进一步优选，所述钢管穿孔顶头本体的组成元素及质量百分比为：碳（C): 0· 45 %，铬（Cr) :13. 00 %，镍（Ni) :4. 00 %，钨（W) :2· 25 %，钒（V) :0· 18 %，硼（B): 0.05%，稀土钇（Y) :0.20%，余量为铁（Fe)以及不可避免的杂质。 进一步优选，所述钢管穿孔顶头本体的组成元素及质量百分比为：碳（C): 0· 30%，铬（Cr) :14· 50%，镍（Ni) :3· 00%，钨（W) :2· 8%，钒（V) :0· 05%，硼（B) :0· 25%， 稀土钇（Y) :0.05%，余量为铁（Fe)以及不可避免的杂质。 进一步优选，所述钢管穿孔顶头本体的组成元素及质量百分比为：碳（C): 0· 50 %，铬（Cr) :12· 50 %，镍（Ni) :4· 20 %，钨（W) :2· 20 %，钒（V) :0· 20 %，硼（B): 0.02%，稀土钇（Y) :0.25%，余量为铁（Fe)以及不可避免的杂质。 在上述耐高温钢管穿孔顶头中，所述镍基合金层的组成元素及质量百分比为：碳 (C) :0· 01-0. 04%，铬（Cr) :20· 0-25. 0%，硅（Si) :1· 20-1. 80%，锰（Mn) :0· 10-0. 80%，铜 (Cu) 15%，硼（B) :0.60-1. 00%，余量为镍（Ni)以及不可避免的杂质。 镍基合金层严格控制了 C的含量，使其在0. 01-0. 04%之间，有利于提高镍基合金 层的润湿性，防止在熔覆过程中产生裂纹和气孔，同时保证镍基合金层的硬度和强度；同时 镍基合金层中通过添加适量的B、Si使合金在凝固后形成以奥氏体为主的基体；另外适量 的Cr、Mn、Cu元素对镍基合金进行了合金强化。镍基合金层作为过渡合金层在高温下虽然 硬度小于高强度合金层，但是依然具有良好的力学性能、机械性能，如在具有较高耐磨性与 耐温性的同时，又具有较高的硬度、韧性、抗拉强度。 作为优选，所述镍基合金层的组成元素及其质量百分比为：碳（C) :0. 02-0. 04%， 铬（Cr) :21.0-24.0 %，硅（Si) :1.30-1.56 %，锰（Mn) :0.25-0.60 %，铜（Cu): 0.03-0. 12%，硼（B) :0.80-0. 90%，余量为镍（Ni)以及不可避免的杂质。 进一步优选，所述镍基合金层的组成元素及其质量百分比为：碳（C) :0. 03%，铬 (Cr) :22· 0%，硅（Si) :1· 40%，锰（Mn) :0· 40%，铜（Cu) :0· 08%，硼⑶：0· 85%，余量为镍 (Ni)以及不可避免的杂质。 进一步优选，所述镍基合金层的组成元素及其质量百分比为：碳（C) :0. 025%，铬 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温钢管穿孔顶头，其特征在于，包括由顶部、连接部和安装部一体成型组成的本体，在顶部表面激光熔覆形成的镍基合金层，以及在镍基合金层表面激光熔覆形成的高强度合金层，所述安装部呈圆筒状且在安装部内壁上开设有内螺纹，顶部呈圆盘状，连接部内部中空并与安装部内部相通，连接部具有大端和小端且连接部外侧壁为外凸的圆弧面，连接部大端与安装部相连且平滑过渡，连接部小端与顶部相连且连接部小端的外径等于顶部的最小外径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴满旵，
申请(专利权)人：宁波市鄞州文昌金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33