[发明专利]一种小口径螺旋管冷拔内模及其表面渗层处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及无缝钢管冷拔模具，尤其涉及一种小口径螺旋管冷拔内模及其表面渗层处理方法。

背景技术

随着科技迅猛发展，大量生产设备对小口径内螺旋无缝钢管(外径小于Φ25.00)日趋增大。要生产出内外壁质量均上乘的产品，对冷拔工艺而言，冷拔内模的设计与表面耐磨显得尤为重要，特别是内螺旋高压锅炉管等，对内模各方面的要求更是严格，因为钢管材质本身合金含量较高，特别是钼含量达到1%，故材料本身在高温下韧性也很强，在冷拔过程中，由于普通无缝钢管、钢管面表面旋转凹凸槽是外模与内模上的凹凸槽三者相互挤压而一次成型而产生的，目前这对冷拔行业十足是一个新的课题，由于外模是硬质合金模具，外型加工和加强强度工艺均比较简单方便，但内模表面上有螺旋槽，若采用硬度较高，光洁度好的硬质合金作材料，螺旋槽的加工与内模本身与芯棒的连接上都有很大的技术难度，且本身材料成本极高，成品率极低，冷拔管在拉拔时，内模固定在芯棒的一端，然后和外模的位置相匹配好一定的固定状态下开始拉拔的，在拉拔过程中，内模表面要承受巨大的拉拔力，所以内模固定牢固是必然条件，而内模与芯棒的固定是靠穿心孔或内模一端的螺纹配合来完成的。

如图1-4所示现有技术的螺旋无缝钢管内模，包括内模基体，通过在基体一端面设置与芯棒配接的螺纹孔或穿心孔，在生产相同外径钢管的情况下，现有技术的内模连接芯棒的螺纹与穿心孔都均较小，拉拔时由于内模表面和轴向承受的冷拔力均较大，容易使内模与芯棒连接的强度不够造成断裂，导致产品报废，有待改进，另一方面由于拉拔过程中，内模表面要承受巨大的拉拔力，所以对内模材料要求比较高，一般市面上采用易加工的优质冷作模具作为内模材料，但由于其材料本身耐磨性能不高，内模的使用寿命较短，而且内模表面容易拉伤，钢管内壁拉拔质量不高，内壁光洁度不高。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种使用寿命长，冷拔效果好，不易断裂的小口径螺旋管冷拔内模。

为解决上述技术问题，本发明的一种小口径螺旋管冷拔内模包括圆柱形内模基体，基体一端为定径段，其端面开有与芯棒配接的螺纹孔，其特征在于所述基体另一端为直径小于定径段的定位段，定位段与定径段连接处设置有锥形或圆锥形的过渡段，在进行冷拔作业时，先通过定位段对冷拔材料进行定位，然后通过过渡段对冷拔材料进行扩孔过渡，由于过渡段为锥形或圆锥形使扩孔过程更加平滑顺畅，最后经过定径段进行标准拉拔，通过此种设置，有效的减少了定径段表面的拉拔作用力，延长了内模的使用寿命，再者加大定径段端面螺纹孔的孔径，使芯棒与内模连接更加稳定牢固，减少径向晃动，并有效防止内模与芯棒连接的强度不够而导致的断裂。

为克服上述所说的内模材料耐磨性能差，使用寿命短的问题，本发明提供了一种小口径螺旋管冷拔内模表面渗层处理方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）配制盐浴溶液：

盐浴溶液各组份的质量百分比配比为：硼砂82-86%、固态铝5-8%、 五氧化二钒5-8%、 铬2-4%按比例配比；按配比将硼砂放入温度为900-950℃钳锅中沸腾2-3小时，加入含钒离子粉、固态铝、铬，保持温度940-1000℃，反应6-9小时，并间隔进行多次搅拌；

（2）将小口径螺旋管冷拔内模放入盐浴溶液中，在温度为920-950℃的溶液中浸渍4-5小时；

（3）对小口径螺旋管冷拔内模进行一次整体淬火、回火。

由于内模材质中均含有较高的碳，在渗层处理过程中，盐浴中的钒铬离子与内模材料中的碳离子相结合形成，硬度极高的碳化钒，故内模表面具有极高的耐磨性与抗拉伤性能，最为关键的是渗层与内模为一体状态，不同于普通的镀铬及其他金属表面处理会出现表面脱落掉皮现象，值得注意的是，二次淬火温度不可高于渗层时温度，否则会破坏渗层的质量，小口径螺旋管冷拔内模渗层淬回火后，模具基体具有一定的硬度与强度，表面有碳化钒为硬质相，具有极高的耐磨性，彻底解决了内模表面拉伤问题，提高了钢管内壁成型质量与光洁度，在正常生产过程中，无须经常更换模具，大幅度提高了生产效率。

本发明通过对小口径螺旋管冷拔内模进行改进以及对其表面进行渗层处理，有效的提高了内模的使用寿命和强度，大幅度提高了生产效率，提高了冷拔钢管内壁的成型质量和光洁度。

附图说明

图1为现有技术的第一种内模。

图2为现有技术的第二种内模。

图3为现有技术的第三种内模。

图4为现有技术的第四种内模。

图5为本发明小口径螺旋管冷拔内模的结构示意图。 

具体实施方式