[发明专利]生产无缝钢管的顶头热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及工件热处理，具体的是对生产无缝钢管的顶头进行热处理的方法。

背景技术

无缝钢管生产时包括钢坯轧制穿孔的步骤，具体的方法是，让加热的钢坯穿过轧辊和顶头形成的特定孔型，轧辊从钢坯外围进行轧制，顶头从钢坯内部贯穿成孔，使钢坯形成带孔的管坯。

在上述轧制穿孔过程中，顶头的工作条件十分恶劣，其表面要承受压应力、摩擦力和冷热交变等多种应力，导致顶头表面快速损耗，最终形成热疲劳龟裂、踏鼻等缺陷而快速报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种生产无缝钢管的顶头热处理方法，能使顶头表面形成致密均匀的氧化膜，延长顶头使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

生产无缝钢管的顶头热处理方法，包括顺序进行的以下步骤：

A、将顶头送入炉体中加热至900～1050℃，升温速度为50～150℃/h；

B、顶头在炉体中保温4～6h；

C、让顶头在炉体中降温至750～550℃，降温速度为10～100℃/h；

D、顶头出炉空冷至室温；

且上述A、B和C步骤进行过程中，均向炉体中加入载体剂和耗氧剂。

进一步的，所述载体剂为水，耗氧剂为乙醇。

进一步的，水和乙醇混合形成混合液，加入炉体中，所述混合液加入速度为60～120滴/min。

进一步的，所述载体剂为氮气，耗氧剂为甲烷。

进一步的，所述载体剂与耗氧剂按照体积比为70：30～99：1加入炉体中。

进一步的，所述载体剂和耗氧剂按照体积比为80：20加入炉体中。

进一步的，所述步骤A、B和C进行过程中，将载体剂和耗氧剂混合形成的气氛吹向所述顶头。

进一步的，所述步骤A、B和C进行过程中，所述载体剂和耗氧剂从炉体上部加入，所述顶头位于炉体内的下部，用风扇在炉体内从上向下吹动载体剂和耗氧剂形成的气氛。

进一步的，所述顶头是在密封的炉体中进行所述步骤A、B和C。

进一步的，所述密封的炉体为渗碳炉。

本发明的有益效果是：使用上述生产无缝钢管的顶头热处理方法，载体剂和耗氧剂在顶头周围形成较低的氧分压气氛，使得顶头表层缓慢生成氧化膜，该氧化膜与顶头基体呈犬牙交错结合，致密均匀。穿孔时，使顶头表面润滑、耐磨，延长使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明：

生产无缝钢管的顶头热处理方法，包括顺序进行的以下步骤：

A、将顶头送入炉体中加热至900～1050℃，升温速度为50～150℃/h；

B、顶头在炉体中保温4～6h；

C、让顶头在炉体中降温至750～550℃，降温速度为10～100℃/h；

D、顶头出炉空冷至室温；

且上述A、B和C步骤进行过程中，均向炉体中加入载体剂和耗氧剂。

本发明的顶头热处理方法，除了将顶头送入炉体中进行升温、保温、降温处理外，还额外的在炉体内部通入载体剂和耗氧剂。其中载体剂的作用是与耗氧剂混合，并且实现输送耗氧剂的载体功能；耗氧剂的主要作用是缓慢消耗炉体内的氧气，使耗氧剂周围形成低氧分压的气氛状态。

当顶头位于上述低氧分压的气氛中进行升温、保温、降温时，顶头表面能够缓慢形成致密的灰色氧化膜，该氧化膜能够显著减缓顶头使用时的表面损坏，延长顶头使用寿命。

具体的，所述载体剂可以是水、氮气、二氧化碳、氩气等，耗氧剂可以是甲醇、乙醇、丙酮、煤油等，载体剂和耗氧剂均可以是一种物质，也可以是几种物质混合使用。载体剂和耗氧剂搭配使用时要考虑两者之间不会相互发生反应，配合使用时要方便，安全。例如优选的搭配方式可以是，载体剂为水，耗氧剂为乙醇，或者载体剂为氮气，耗氧剂为甲烷。

当采用载体剂为水，耗氧剂为乙醇的实施方式时，可以是将水和乙醇混合形成混合液，加入炉体中，所述混合液加入速度为60～120滴/min。混合液体进入炉体中遇到高温会迅速气化分散，并且耗氧剂与氧气发生反应使周围气氛的氧分压降低。

当采用载体剂为氮气，耗氧剂为甲烷的实施方式时，所述载体剂与耗氧剂可以是直接通过细管送入炉体。与前述实施方式同理，氮气和甲烷进入炉体后，也能形成低氧分压的气氛。