一种无缝钢管穿孔顶头及其制备方法技术

技术编号：41495538 阅读：11 留言：0更新日期：2024-05-30 14:40

本发明专利技术公开了一种无缝钢管穿孔顶头及其制备方法，涉及穿孔顶头技术领域。其技术方案为：由以下质量百分比的元素组成：铬15‑16%、钼14‑15%、铝5‑6%、硼0.1‑0.2%和锆0.05‑0.1%，余量为铁。本发明专利技术制备的穿孔顶头的显微组织由长条状的Fe<subgt;2</subgt;Mo析出相和α‑Fe析出相构成，Fe<subgt;2</subgt;Mo析出相提高了穿孔顶头的耐磨性，且本发明专利技术的穿孔顶头采用精密铸造的方式成型，相对于粉末冶金的生产工艺，具有简便高效的优点。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及穿孔顶头，具体涉及一种无缝钢管穿孔顶头及其制备方法。

技术介绍

1、自1966年以来，铸态钼基顶头取代了过去的模具钢或工具钢顶头，得到了广泛应用。但铸态钼基顶头因晶粒粗大且不均匀，导致塑性较差，使用寿命较短；同时铸锭加工成型还存在金属切屑多、生产周期较长、成本高等问题。为了克服铸态钼基顶头在工艺、性能等方面存在的缺陷，从上世纪70年代后，我国试产并投入使用粉冶钼基合金顶头（简称钼顶头）来穿轧不锈钢无缝管。随着制备工艺的改进，目前制备穿孔顶头用合金的种类繁多。其中，中国专利技术专利cn111793773a公开了一种通过laves相及μ相复合强硬化的高速钢及其制备方法，其时效阶段中，从基体中沉淀生成纳米尺度的金属间化合物μ相同基体产生强烈的共格应变，致使材料产生迅速的强硬化，配合耐磨微米尺度的初生μ相和laves相赋予材料整体出色的性能；原位生成富含难熔元素的析出相扩散激活能高，热稳定性好，材料具备优异的高温红硬性及热硬性。但是，无碳高速钢在高温下受到强应力作用时，会造成材料内部相变，导致材料的硬度下降。

2、中国专利技术专利cn114561596a公开了一种通过金属间化合物强硬化的无碳高速钢穿孔顶头及其制备方法，无碳高速钢基体包含μ相和σ相的金属间化合物，无碳高速钢穿孔顶头由包含金属粉料在内的原料通过浇铸、锻造、表面氧化和表面还原处理等工艺制得，所得穿孔顶头利用其金属间化合物中μ相和σ相实现复合强化，且同时在其表面生成了高温强结合效果和隔热、润滑效果出色的表层氧化膜，在两者的协同作用下大幅提高穿孔顶头的性

3、综上，开发新的穿孔顶头配方及配套的制备方法来进一步提升穿孔顶头的品质仍是研究的热点。

技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种无缝钢管穿孔顶头及其制备方法，制备的穿孔顶头的显微组织由长条状的fe2mo析出相和α-fe析出相构成，fe2mo析出相提高了穿孔顶头的耐磨性，且本专利技术的穿孔顶头采用精密铸造的方式成型，相对于粉末冶金的生产工艺，具有简便高效的优点。

2、本专利技术的技术方案为：

3、一方面，本专利技术提供了一种无缝钢管穿孔顶头，由以下质量百分比的元素组成：铬15-16%、钼14-15%、铝5-6%、硼0.1-0.2%和锆0.05-0.1%，余量为铁。

4、优选的，由以下质量百分比的元素组成：铬15.5%、钼14.5%、铝5.6%、硼0.15%和锆0.08%，余量为铁。

5、优选的，由以下质量百分比的元素组成：铬15%、钼14%、铝5%、硼0.1%和锆0.05%，余量为铁。

6、优选的，由以下质量百分比的元素组成：铬16%、钼15%、铝6%、硼0.2%和锆0.1%，余量为铁。

7、另一方面，本专利技术还提供了上述无缝钢管穿孔顶头的制备方法，包括以下步骤：

8、s1真空熔炼炉制备母合金锭：将铬、钼、铁原材料放入真空熔炼炉的氧化镁坩埚中进行精炼，精炼温度为1630-1650℃，精炼时间为40-50min，精炼完成后停电降温至钢液表面结膜，送电，待钢液温度升温至1580-1600℃后，进行浇注，得到母合金锭；

9、s2重熔母合金锭：采用真空熔炼炉重熔步骤s1得到的母合金锭，精炼温度为1580-1600℃，精炼时间为5-10min，然后停电降温至1430-1450℃，加入铝、硼、锆原材料，再升温至1580-1600℃，搅拌时间为2-3min，然后进行浇注，得到穿孔顶头；

10、s3时效热处理：浇注完成后，将埋有穿孔顶头的砂箱放入电阻炉中进行时效热处理，温度为750-800℃，保温时间为10-12h；

11、s4机加工：将时效热处理后的穿孔顶头进行机加工，将穿孔顶头加工成产品尺寸。

12、优选的，制得的穿孔顶头的显微组织包括α-fe析出相和长条状fe2mo析出相。

13、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：

14、本专利技术采用真空熔炼炉制备母合金锭，然后重熔母合金锭浇注穿孔顶头，穿孔顶头经过时效热处理、机加工后形成成品。本专利技术制备的穿孔顶头的显微组织由长条状的fe2mo析出相和α-fe析出相构成，fe2mo析出相提高了合金的耐磨性。本专利技术的穿孔顶头采用精密铸造的方式成型，相对于粉末冶金的生产工艺，具有简便高效的优点。

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【技术保护点】

1.一种无缝钢管穿孔顶头，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：铬15-16%、钼14-15%、铝5-6%、硼0.1-0.2%和锆0.05-0.1%，余量为铁。

2.如权利要求1所述的一种无缝钢管穿孔顶头，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：铬15.5%、钼14.5%、铝5.6%、硼0.15%和锆0.08%，余量为铁。

3.如权利要求1所述的一种无缝钢管穿孔顶头，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：铬15%、钼14%、铝5%、硼0.1%和锆0.05%，余量为铁。

4.如权利要求1所述的一种无缝钢管穿孔顶头，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：铬16%、钼15%、铝6%、硼0.2%和锆0.1%，余量为铁。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种无缝钢管穿孔顶头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的一种无缝钢管穿孔顶头的制备方法，其特征在于，制得的穿孔顶头的显微组织包括α-Fe析出相和长条状Fe2Mo析出相。

【技术特征摘要】

1.一种无缝钢管穿孔顶头，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：铬15-16%、钼14-15%、铝5-6%、硼0.1-0.2%和锆0.05-0.1%，余量为铁。

2.如权利要求1所述的一种无缝钢管穿孔顶头，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：铬15.5%、钼14.5%、铝5.6%、硼0.15%和锆0.08%，余量为铁。

3.如权利要求1所述的一种无缝钢管穿孔顶头，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：铬15%、钼14%、...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯红果，李道乾，马中钢，崔彬，刘洪平，赵国才，殷凤仕，田青超，张鹏，
申请(专利权)人：山东瑞泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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