[发明专利]一种热作模具用无缝钢管及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于无缝钢管生产技术领域，更具体地讲，涉及一种热作模具用无缝钢管及其生产方法。

背景技术

热作模具钢是制造热作模具的金属材料。由于热作模具的工况条件非常恶劣,如承受各种应力及金属熔液对模具工作表面的溶蚀、在工作中反复受到炽热金属的加热和冷却介质(水、油、空气)冷却的热循环交替作用等，为了适应热作模具恶劣的工作环境并提高其使用寿命，要求热作模具钢应具有高的热强度、良好的耐回火性、高的韧性和塑性、小的热膨胀系数和好的导热性等优异的力学性能和使用性能。

第一代热作模具钢主要是5CrNiMo、5CrMnMo和3Cr2W8V钢，从20世纪30年代初开始至今一直得到广泛的应用。

第二代热作模具钢以美国的AISIH10、H11、H12、H13钢系列为代表,尤其以H13钢最受欢迎。H13钢基本上能满足热作模具所要求的使用性能，是第2代性能优异的中温(≤600℃)热作模具钢，在热作模具领域得到了广泛的应用。

第三代热作模具钢是瑞典的8407、QRO90和DIEVAR钢，其中，8407的理论成分与H13、SKD61、4Cr5MoSiVl基本相同，但其冶炼工艺更为先进，硫含量很低，组织、性能均非常优越。DIEVAR是UDDEHOLM公司最新推出的热作模具钢，碳含量稍低于8407与QRO90，钼含量显著高于8407钢。作为一种新型的热作模具钢，DIEVAR钢具有各向同性的高延展性，高的屈服强度、高的抗氧化性能、非常好的淬透性以及良好的导热性，其优良的性能是今后热作模具钢发展的方向。

由于热作模具钢的化学成分中通常含有较高含量的碳及合金，因此管坯在进行斜轧穿孔时的变形抗力较大，荒管易形成圈裂及其它内、外表面缺陷。因此，现有的热作模具用无缝钢管通常采用热挤压工艺进行生产。热挤压工艺虽然较好地解决了荒管内、外表面缺陷的问题，但其生产成本较高。此外，现有的H13热作模具用无缝钢管的质量不稳定，金相组织中时常出现较严重的二次碳化物网、带状偏析及亚稳共晶碳化物，导致力学性能与抗热疲劳性能显著下降。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于上述技术问题中的一个或多个。

本发明的目的在于提供一种能够用斜轧穿孔和周期轧管的工艺制造的热作模具用无缝钢管及其生产方法

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种热作模具用无缝钢管的生产方法，所述生产方法包括依次进行的冶炼电渣锭、斜轧穿孔、轧制、离线热处理和后处理，其中，在冶炼电渣锭的步骤中，所述电渣锭的化学成分按重量百分比计包括：C0.38～0.42％、Si0.10～0.35％、Mn0.4～0.8％、P0～0.015％、S0～0.008％、Cr4.70～5.45％、Mo1.75～2.35％、V0.8～1.15％、Cu≤0.10％、Al≤0.02％、Ni≤0.30％以及余量的Fe和不可避免的杂质；在斜轧穿孔的步骤中，在环形炉中加热所述电渣锭并控制加热温度为1250～1280℃，在1250～1280℃下保温不小于2小时后出炉空冷至1210～1230℃，再对所述电渣锭进行斜轧穿孔；在轧制的步骤中，控制终轧温度为900～950℃；在离线热处理的步骤中，包括依次进行的以下子步骤：a)待轧制后的荒管空冷至500℃以下后，再将所述荒管加热至1120～1140℃并保温，之后出炉并进行强风快冷至室温；b)将所述荒管加热至800～820℃并保温进行高温回火，之后出炉并空冷至室温；c)将所述荒管加热至1040～1060℃并保温，之后出炉并进行强风快冷至室温；d)将所述荒管加热至580～610℃并保温进行第一次回火，之后出炉空冷至室温；再将所述荒管加热至580～610℃并保温进行第二次回火，之后出炉空冷至室温；

根据本发明的热作模具用无缝钢管的生产方法的一个实施例，在冶炼电渣锭的步骤中，包括依次进行的电弧炉冶炼、LF炉精炼、真空脱气处理和电渣重熔。

根据本发明的热作模具用无缝钢管的生产方法的一个实施例，所述电渣锭的化学成分按重量百分比计包括：C0.40％、Si0.22％、Mn0.60％、P0.006％、S0.002％、Cr5.10％、Mo2.15％、V1.0％、Cu0.05％、Al0.01％、Ni0.15％以及余量的Fe和不可避免的杂质。

根据本发明的热作模具用无缝钢管的生产方法的一个实施例，在斜轧穿孔的步骤中，采用二辊斜轧锥形辊穿孔机进行斜轧穿孔，其中斜轧穿孔的工艺参数包括：喂入角为4.5～6.5°、碾轧角为-3～3°、顶伸量为120～320mm、辊距为200～680mm。