[发明专利]一种厚壁的无缝钢管及其制备方法

说明书

本申请提供一种厚壁的无缝钢管的制备方法，其包括以下步骤：(1)在棒坯端部沿棒坯长度方向设置定心孔；(2)然后在1100℃～1250℃下加热，单位加热时间为4min/cm～7min/cm；(3)然后通过穿孔机将步骤(2)中的棒坯加工成荒管，其中，咬入角β为2°～4°，轧辊倾斜角为8°～15°，轧辊转速为60r/min～100r/min，孔型椭圆度系数ζ为1.05～1.16，荒管内径D₀为20mm～60mm，荒管壁厚δ_m为10mm～18mm；(4)然后进行热处理得到无缝钢管，所述无缝钢管的壁厚为10mm～18mm。通过本申请提供的制备方法制得的无缝钢管壁厚均匀。

技术领域

本申请涉及调质钢和不锈钢技术领域，特别涉及一种厚壁的无缝钢管及其制备方法。

背景技术

采用穿孔机对棒坯进行热穿孔以生产无缝钢管是一种应用十分广泛的技术，热穿孔法制备无缝钢管也适用于多种材料，如碳素钢、合金钢、奥氏体钢等，且多用于加工壁厚为5mm～8mm的薄壁无缝钢管，同时，热穿孔后荒管的壁厚均匀程度、表面质量、组织状态等直接关系到无缝钢管后续加工的难易程度以及壁厚均匀程度等。但通过热穿孔法在加工壁厚大于8mm、外径大于100mm的厚壁荒管时，热穿精度低，得到的荒管最大壁厚的最大值与最小值之差往往大于1mm，无缝钢管的厚度均匀程度较低，从而容易在壁厚较薄的地方破裂，导致无缝钢管的使用寿命降低，严重限制了碳素钢、合金钢、奥氏体钢等制备厚壁无缝钢管的发展。

发明内容

本申请实施例提供一种厚壁的无缝钢管及其制备方法，以制备出壁厚均匀的荒管，从而得到厚度差较小的厚壁无缝钢管。具体技术方案如下：

本申请的第一方面提供一种厚壁的无缝钢管的制备方法，其包括以下步骤：

(1)在棒坯端部沿棒坯长度方向设置定心孔；

(2)然后在1100℃～1250℃下加热，单位加热时间为4min/cm～7min/cm；

(3)然后通过穿孔机将步骤(2)中的棒坯加工成荒管，其中，咬入角β为2°～4°，轧辊倾斜角为8°～15°，轧辊转速为60r/min～100r/min，孔型椭圆度系数ζ为1.05～1.16，荒管内径D₀为20mm～60mm，荒管壁厚δ_m为10mm～18mm入口段；

(4)然后进行热处理得到无缝钢管，所述无缝钢管的壁厚为10mm～18mm。

优选地，定心孔直径与棒坯直径的比值为1∶3～1∶5，定心孔的深度为10mm～30mm。

优选地，穿孔机的顶头的材料满足以下特征：在1200℃下抗拉强度大于等于350MPa、在900℃下硬度大于等于450HV。

优选地，顶头的材料选自热作模具钢或钼基合金。

优选地，所述热处理方式选自高温回火或淬火处理，高温回火的热处理温度为500℃～800℃。

本申请的第二方面提供一种厚壁的无缝钢管，根据前述任一制备方法制得。

优选地，所述无缝钢管壁厚的最大值与最小值之差小于等于0.5mm。

优选地，所述无缝钢管的维氏硬度为160N/mm²～215N/mm²。

本申请提供的厚壁无缝钢管的制备方法，在将棒坯进行热穿孔之前采用快速加热的方法，同时调控咬入角和穿孔机的轧辊倾斜角和轧辊转速，以及根据孔型椭圆度系数、荒管内径和荒管壁厚，来确定轧辊间距、导板间距和顶头的直径，能够使得棒坯的在高温下同时具有高的可塑性和变形抗力，穿孔机的顶头不易偏离棒坯的轴向中心线，有利于制备出壁厚均匀的荒管，从而得到壁厚的最大值与最小值之差小于等于0.5mm的厚壁无缝钢管。