[发明专利]一种用于加工无缝钢管的钼顶头及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于加工无缝钢管的钼顶头，属于钼顶头技术领域，由以下百分比的原料制成：Ti：1.0‑1.5%、Zr：0.1‑0.3%、C：0.1‑0.3%、WC：0.5‑3.0%，余量为钼粉。通过改进原料和烧结工艺，制备的产品的密度≥9.8g/cm³，维氏硬度≥220，大大提高了耐磨性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及钼顶头技术领域，尤其是涉及一种用于加工无缝钢管的钼顶头及其制备方法。

背景技术

钼顶头主要用于穿孔不锈钢、钎钢、高温合金钢等无缝钢管，现有的钼顶头主要是采用钼粉原料添加稀土材料，经过混料成型、外形加工、高温烧结等工序加工制成，成品密度≥9.4g/cm³。但是钼顶头是穿轧不锈钢无缝管的一种易消耗工件，随着钼资源的日趋稀少和钼价格的不断攀升，提高钼顶头的耐磨强度和使用寿命是钼顶头急需解决的问题。

中国专利公开号CN 101879593 A公开一种高密度钼合金顶头及其制备方法，所述的钼顶头含有如下重量组份的原料：钼95.8％、Ti 2％、Zr 0.2％、Nb 0.15％、Cr0.55％、V1.1％、Ni 0.05％、C 0.15％，其制备方法为：选配原材料、混料、压制成坯料、1970℃中频高温烧结、车削成型。该发明与现有普通钼顶头相比，具有如下优点：密度大于9.7g/cm³，比普通钼顶头提高2-6个百分点，维氏硬度可达350以上。由于其制备过程中，压制压力≥200MPa，并经在1970℃的中频高温炉烧结，可以使钼顶头表层和内部的密度、硬度一致，因此，本发明具有的耐磨性强的优点，耐磨程度可以提高60-80％。该发明中的原料有钼、Ti、Nb、Cr等，原料种类多，成本比较高。

曾建辉在《稀有金属与硬质合金》上公开的“稀土钼顶头材质的研究”上公开了粉冶态钼顶头在TZC材质的基础上，通过添加单一稀土铈 、钇和同时添加铈钇稀土元素，对其高温强度、硬度和金相组织等进行了研究及现场穿孔试验。研究发现：在TZC合金中添铈可以较大地提高合金的硬度；添钇可以较大地提高合金的强度；同时添铈、钇，可产生复合强化效应，合金的高温强度、硬度都有较大幅度提高，使钼顶头穿不锈钢坯数量在添加单一稀土铈强化的基础上再增加25%左右。但是增加稀土元素就大大增加了钼顶头的制作成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种加工无缝钢管的钼顶头，通过改进原料和烧结工艺，制备的产品的密度≥9.8g/cm³，维氏硬度≥220，大大提高了耐磨性和使用寿命，成本低廉。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于加工无缝钢管的钼顶头，由以下百分比的原料制成：Ti：1.0-1.5%、Zr：0.1-0.3% 、C：0.1-0.3%、WC：0.5-3.0%，余量为钼粉。

进一步的，所述Ti、Zr、C、WC以及钼粉的粒度均为2-5μm。

进一步的，所述用于加工无缝钢管的钼顶头，由以下步骤制备而成：

（1）混料：将原料在混料机中混合12-24h；

（2）制坯：经冷静压成型后，采用机床车切削；

（3）高温烧结成型；

（4）成品加工：烧结之后的产品加工成型。

进一步的，所述步骤（3）中高温烧结的温度为1900-2000℃，烧结时间为5-6h，停机随炉冷却，到80℃出炉。

进一步的，所述步骤（3）中高温烧结为：12h升温至950℃，保温1.5h后，3.5h升温至1200℃，保温3h后，4h升温至1950℃，保温5h，停机随炉冷却，到80℃出炉。

进一步的，所述步骤（2）中冷静压压力为335-350MPa。