[发明专利]一种冷拔钢管芯模及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属拉拔成型领域，涉及钢管冷拔用模具，特别涉及一种冷拔钢管芯模及其制备方法。

背景技术

冷拔是一种常见的金属加工工艺，在生产无缝钢管中具有广泛应用，钢管冷拔对冷拔模具的强度、韧性、耐磨损性能、耐腐蚀性能、摩擦系数、疲劳性能都具有很高的要求。冷拔模具通常包括模套及模芯，模芯置于模套内，工作时外表面与钢管内壁产生强力摩擦(定径带上的应力会高达近3000Mpa)，而普通芯模因强度、硬度、韧性不达标，不仅使用寿命短，而且无法控制钢管内径，无法保证管材内壁质量；另外，在拉拔的过程中，钢管内壁会产生强烈的塑性变形，使芯模温度升高至300℃，这就要求芯模材料有一定的回火稳定性。为此，部分厂家采用淬火回火等热处理方法+表面镀铬处理以提高芯模耐磨性能，但这种方法的硬度和耐磨性均不够高，不能满足产品使用要求，特别是生产高强度钢管时，矛盾尤为突出。

因此，有必要提供一种可以同时提高芯模耐磨性和塑韧性能的芯模处理工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冷拔钢管芯模及其制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种冷拔钢管芯模，特别是外表面有厚度为5-15μm的碳化物复合陶瓷膜层。

优选的，所述冷拔钢管芯模为圆柱型芯模，其其直径为10-70mm，长度为50-80mm。

制备冷拔钢管芯模的方法，包括以下步骤：

1)取样：选取待处理的冷拔钢管芯模；

2)热处理：首先高温淬火处理所取芯模，然后进行高温回火处理；

3)TDS处理，包括： 

i、清洗：清洗去除芯模表面油污及锈迹；

ii、预热：将i所得芯模置于400-600℃环境保温30-60分钟；

iii、盐浴处理：将ii的芯模加入900-1100℃盐浴中处理5-15h；

iv、等温淬火：将iii的芯模加入600-800℃盐浴中进行等温淬火，然后空冷至室温；

v、回火：480-540℃回火处理iv所得芯模； 

vi、抛光：抛光去除v所得芯模表面疏松附着层得产品。

优选的，步骤2)热处理之后TDS处理之前还包括精加工冷拔钢管芯模的步骤。

优选的，步骤1)所取冷拔钢管芯膜材质为Cr₁₂Mo₁V₁。

优选的，步骤3)盐浴处理所用盐浴按质量计含有以下成份：硼砂70-80份，BaCl₂2-5份，V₂O₅5-12份，Al2-6份，Mg1-5份。

本发明的有益效果在于：本发明的冷拔钢管芯模外表面具有高硬度、高强度、耐磨损、抗腐蚀的优点，可以大大提高芯模的使用寿命。本发明所制得的冷拔钢管芯模外表面有厚度为5-15μm的复合陶瓷膜，该陶瓷膜具有结构致密，硬度高，抗拉伤、抗金属间咬合、性能好的优点，可以将芯模的使用寿命提高5-15倍并降低其生产成本。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明处理后冷拔钢管芯模实物照片；

图2为本发明处理后处理后冷拔钢管芯模的金相照片；

图3为实施例1处理后冷拔钢管芯模的金相显微照片。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

以下实施例将公开一种冷拔钢管芯模，特别是外表面复合有厚度为5-15μm的碳化物复合陶瓷膜。

优选的，所述冷拔钢管芯模为圆柱型芯模，其直径为10-70mm，长度为50-80mm，材质为Cr₁₂Mo₁V₁。

实施例1：

本实施例制备所述冷拔钢管芯模的方法，包括以下步骤：

1)取样：选取Cr₁₂Mo₁V₁原材料并初加工得到芯模半成品；

2)热处理：首先高温淬火(淬火温度为1020℃，淬火介质为液氮)处理步骤1)所得芯模，然后进行高温回火处理(回火温度为520℃，介质为空气)；

3)机加工：精加工处理步骤2)所得芯模； 

4)TDS处理，包括： 

i、清洗：清洗去除步骤3)所得芯模表面油污及锈迹；