一种空心钼基顶头及其水冷方法与流程

本发明涉及无缝管生产技术，具体涉及一种空心钼基顶头以及对难变形金属热穿孔时该钼基顶头的水冷方法。
背景技术：
：钼质的穿孔顶头高温硬度好、强度高、耐冷热疲劳性能稳定、热膨胀系数小，使用寿命长。现有技术中主要有全钼顶头、镶钼顶头、焊钼顶头等，其中镶钼顶头、焊钼顶头都是在顶头的顶端焊接一块钼基头，为了提高穿孔的硬度、强度、韧性，保证难变形金属无缝管如铌、铌合金、ta1、ta2等成形质量要求和生产效率。现有技术中在热轧穿孔难变形金属过程时，由于高温高压和剧烈摩擦，钼质穿孔顶头的温度过高会软化产生粘性，划伤钢管内孔且使钢管内壁出现裂纹，产生次品，甚至造成穿孔失败（轧卡），影响生产正常进行，增加生产成本。根据传统现有技术规范，在高温下受到外水冷或者水淋会造成钼质穿孔顶头开裂，还会对顶杆造成损坏甚至造成生产事故。钼质穿孔顶头目前并没有合适且有效的冷却方法，其有效使用寿命短，生产成本高。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明提供了一种空心钼基顶头以及热穿孔时该钼基顶头的内部水冷方法，极大减慢了钼基顶头软化，提高使用寿命和生产效率。本发明采用的技术方案如下：一种空心钼基顶头，包括头部、基体、内腔和与内腔连通用于连接水冷组件的接口，所述头部呈半球形且设在基体顶端与基体一体成型，该钼基顶头的外表呈子弹头形，所述内腔呈子弹头形。上述空心钼基顶头，所述基体的长度为其为其底部直径的1.80-2.20倍，所述头部直径为所述基体底部外径的0.20-0.22倍。上述空心钼基顶头，所述内腔的开口直径为所述基体底部外径的0.40-0.45倍，所述内腔的长度为其开口直径的2.40-2.50倍；所述接口为普通内螺纹，其直径为所述基体底部外径的0.55-0.68倍、其深度为其自身直径的0.70-0.80倍。上述空心钼基顶头，所述头部与所述基体顶端之间设有圆片状的基座，所述基座的直径与所述头部直径相同，所述基座的厚度为其直径的1/6-1/7。一种上述心钼基顶头的水冷方法，包括如下步骤：s0、组装水冷件：将顶头螺接到束接上，水冷管依次穿过连接着的尾柄、顶杆和束接使其出水端到内腔的开口处；s1、顶头通水：向内腔通入净环水；s2、旋转预热：顶杆）带动顶头旋转，置于加热炉中均匀预热，预热到850℃~950℃；s3、涂抹润滑剂：在顶头的外表面涂抹润滑剂，润滑剂厚度为0.1~0.3mm；s4、穿孔：对属坯料进行热穿孔。上述空心钼基顶头的水冷方法，上述步骤s1中所述净环水的进水温度为常温，出水温度为70~80℃。上述空心钼基顶头的水冷方法，上述步骤s3中所述润滑剂为玻璃粉，所述玻璃粉的涂抹厚度为0.2mm。本发明的有益效果为：本发明将钼基顶头设计为空心一体式结构，通过优化内水冷工艺，克服本领域内的传统实心钼基顶头在热轧制中不能水冷的技术偏见，减缓了穿孔顶头软化现象，降低了穿孔事故率，提高了生产作业效率，同时也提高了产品的质量和成品率，实现了连续化、低成本生产。附图说明图1为本发明的钼基顶头剖视示意图；图2为本发明水冷原理结构示意图；图中：1为顶头、2为束接、3为顶杆、4为水冷管、5为尾柄、11为头部、12为基体、13为内腔、14为接口、15为基座。具体实施方式下面结合附图对本发明进一步解释说明。结合图1，本发明的钼基顶头即图示中的顶头1，包括头部11、基体12、内腔13和与内腔13连通用于连接水冷组件的接口14，所述头部11呈半球形且设在基体12顶端与基体12一体成型，该钼基顶头的外表呈子弹头形，所述内腔13呈子弹头形。所述头部11与所述基体12顶端之间设有圆片状的基座15，如此设计能减轻头部11余基体12接触部分的应力集中现象，提高连接强度；所述基座15的直径与所述头部11直径相同。本实施例中以及下列实施例1至3中所用的顶头1，优选结构尺寸如下：所述基体12的底部外径为φ141mm、长度(不包含头部11)为290mm，所述头部11的直径为φ30mm，所述基座15的直径为φ30mm、厚度为5mm；所述内腔13底部(图示方向上)的开口直径为φ61mm、长度为150mm，该内腔13顶部为半径8mm的半球形腔；所述接口14为m85*4的螺纹且其长度为65mm，本实施例中该接口14配置有一个直径为φ91mm、深度为12mm的退刀槽。实施例1结合图1，本实施例中用到的顶头1，包括钼质的头部11、子弹头形的基体12、内腔13和设在基体12尾部内的接口14，所述头部11为半球形且焊接在基体12顶端，所述内腔13也为子弹头形。本发明的这种顶头1，头部11较小的半球形，节省成本。本实施例为钼基顶头热穿孔难变形金属的水冷方法，包括如下步骤：s0、参考图2的原理结构，顶头1的接口14通过束接2与顶杆3连接，顶杆3尾部连接尾柄5；s1、顶头通水：水冷管4依次穿过尾柄5、顶杆3、束接2向顶头1的内腔13通净环水，所述净环水的进水温度为24-28℃的常温，出水温度为70~80℃；通过顶杆3出水口的温控调节阀进行自动调节水流量，即当出水温度高于设定值时，温控调节阀的感温液体膨胀，推动阀芯向下关闭阀门，减小流量；出水温度低于设定值时，感温液体收缩，复位弹簧推动阀芯开启，增大流量。s2、旋转预热：顶杆3带动顶头1旋转，置于加热炉中均匀预热，预热到900℃；s3、涂抹润滑剂：在顶头1的外表面涂抹玻璃粉润滑剂，该润滑剂厚度为0.2mm；s4、穿孔：对难变形金属坯料进行热穿孔。实施例2本实施例与上述实施例1所用的顶头1和水冷件均相同，但水冷方法在参数上有所调整，本实施例的水冷方法包括以下步骤：s1、顶头通水：向顶头1的内腔13通净环水，所述净环水的进水温度为常温，出水温度为70~80℃；s2、旋转预热：顶杆3带动顶头1旋转，置于加热炉中均匀预热，预热到850℃；s3、涂抹润滑剂：在顶头1的外表面涂抹玻璃粉润滑剂，该润滑剂厚度为0.1mm；s4、穿孔：对难变形金属坯料进行热穿孔。实施例3本实施例与上述实施例1所用的顶头1和水冷件均相同，但水冷方法在参数上有所调整，本实施例的水冷方法包括以下步骤：s1、顶头通水：向内腔13通净环水，所述净环水的进水温度为常温，出水温度为70~80℃；s2、旋转预热：顶杆3带动顶头1旋转，置于加热炉中均匀预热，预热到950℃；s3、涂抹润滑剂：在顶头1的外表面涂抹玻璃粉润滑剂，该润滑剂厚度为0.3mm；s4、穿孔：对难变形金属坯料进行热穿孔。对比例本对比例用传统的实心钼基顶头，其外形和尺寸与实施例1中顶头1均相同，并且按照与实施例1相同的水冷件及工艺步骤对该钼基顶头进行旋转预热和涂抹润滑剂。对120件ta1坯料穿孔，下表为各个实施例和对比例中钼基顶头的使用工况：合格数量工作时间失效形式实施例1118件22h中部外表层有三道肉眼难辨的划痕实施例2115件22h基本没有磨损、尾部有一道细裂纹实施例3117件22.5h无磨损、中部外表层有少量麻点对比例102件20h顶头软化严重，加工到第109件时完全无法继续使用由上表格数据可知，相对于对比例来说，本发明的空心钼基顶头及其水冷方法使用寿命长、穿孔的合格率高，能有效节约生产成本。其中，实施例1的水冷方法，通过优化各项水冷数据，得到更高的产品效率。当前第1页12