专利名称：大口径厚壁无缝钢管生产用模圈及其堆焊复合制造方法
技术领域：
本发明涉及一种制造大口径厚壁无缝钢管生产过程中使用的模圈及其制造方法。
背景技术：
电站锅炉用大口径厚壁无缝钢管生产线上的一个重要的工序是将钢管坯加热到 锻造温度后，利用卧式水压机通过芯棒和模圈挤压，强制高温管坯沿钢管轴向产生热塑性 变形并拔长。模圈是钢管生产线上的一个重要的模具，其内孔高温耐磨性及尺寸稳定性对 毛坯钢管外形尺寸有着重要影响。由于是长期在1250°C高温工作环境，模圈内孔二侧锥面 工作段的表面温度大约700 900°C。目前钢管生产线上的模圈一直沿用45号钢锻坯制 作，其高温耐磨性差，使用寿命仅为60 70次，这个缺陷不仅增加了模具成本，更主要的是 由于45号钢模圈内孔工作面磨损严重，加大了钢管拔伸的变形抗力，拔伸高附加值的合金 钢管变形抗力会超过压机的额定压力。在欧洲类似的钢管生产线，已普遍采用镶嵌硬质合金套的方式来提高模圈的耐磨 性和使用寿命，但硬质合金套制造工艺复杂，价格昂贵，且该方式不适宜目前国内钢管生产 线。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种使用寿命长，能提高了大口径厚壁 无缝钢管管坯表面质量的大口径厚壁无缝钢管生产用模圈及其堆焊复合制造方法。本发明目的的实现方式为，大口径厚壁无缝钢管生产用模圈，以结构钢为基体的 模圈内孔二侧锥面工作段的孔壁由堆焊过渡层和堆焊层构成。大口径厚壁无缝钢管生产用模圈的堆焊复合制造方法，具体步骤如下1)在模圈内孔二侧锥面工作段加工出深2 12mm的凹槽，2)在凹槽处先用不锈钢焊条堆焊一层堆焊过渡层，3)再用特种合金焊条在堆焊过渡层上逐层堆焊出堆焊层，4)精加工至成品尺寸。本发明以结构钢为模圈的基体材料，堆焊层用高温耐磨性优异的高Cr-Mn-Mo奥 氏体钢堆焊合金焊条堆焊，使用寿命较传统的结构钢模圈提高7倍多，同时也提高了大口 径厚壁无缝钢管管坯表面质量。由于模圈壁厚较厚，为避免堆焊时热影响区结构钢基体的 淬火硬化，使用中出现堆焊金属剥落的危险，在焊条堆焊堆焊层前，用不锈钢焊条堆焊一层 堆焊过渡层。
图1为本发明的大口径厚壁无缝钢管生产用模圈结构示意图，图2为在现有的大口径厚壁无缝钢管生产用模圈的内孔二侧锥面工作段加工凹 槽的结构示意图，
图3为模圈内孔二侧锥面工作段的孔壁由堆焊过渡层和堆焊层部分的放大示意 图。
具体实施例方式参照图1，本发明的大口径厚壁无缝钢管生产用模圈1以结构钢锻件为基体材料， 正火+回火处理得出。模圈内孔二侧锥面工作段的孔壁由堆焊过渡层2和堆焊层3构成。参照图2、3，大口径厚壁无缝钢管生产用模圈的堆焊复合制造方法，其步骤如下1)在模圈内孔二侧锥面工作段加工出深2 12mm的凹槽4，模圈外形尺寸堆焊前 均保留适当加工余量，2)在凹槽处先用不锈钢焊条堆焊一层堆焊过渡层2，堆焊过渡层层厚2 3mm，3)再用特种合金焊条在堆焊过渡层上逐层堆焊出堆焊层3，每层堆焊厚度大约 3mm,总堆焊层层厚8 9mm，4)精加工至成品尺寸。
权利要求
1.大口径厚壁无缝钢管生产用模圈，其特征在于以结构钢为基体的模圈内孔二侧锥面 工作段的孔壁由堆焊过渡层和堆焊层构成。
2.根据权利要求1所述的大口径厚壁无缝钢管生产用模圈，其特征在于堆焊过渡层为 不锈钢焊条堆焊层，堆焊层为特种合金焊条逐层堆焊形成的堆焊层。
3.根据权利要求1所述的大口径厚壁无缝钢管生产用模圈，其特征在于堆焊过渡层 (2)层厚2 3mm，堆焊层(3)层厚8 9mm。
4.权利要求1所述的大口径厚壁无缝钢管生产用模圈的堆焊复合制造方法，其特征在 于具体步骤为1)在模圈内孔二侧锥面工作段加工出深2 12mm的凹槽，2)在凹槽处先用不锈钢焊条堆焊一层堆焊过渡层，3)再用特种合金焊条在堆焊过渡层上逐层堆焊出堆焊层，4)精加工至成品尺寸。
5.根据权利要求4所述的大口径厚壁无缝钢管生产用模圈的堆焊复合制造方法，其特 征在于堆焊过渡层⑵层厚2 3mm，堆焊层(3)层厚8 9mm。
全文摘要
本发明涉及一种大口径厚壁无缝钢管生产用模圈及其堆焊复合制造方法。模圈内孔二侧锥面工作段的孔壁由堆焊过渡层和堆焊层构成。堆焊复合制造方法是在模圈内孔二侧锥面工作段加工凹槽，在凹槽处堆焊一层堆焊过渡层，再在堆焊过渡层上逐层堆焊出堆焊层，精加工至成品尺寸。本发明以结构钢为模圈的基体材料，堆焊层用高温耐磨性优异的高Cr-Mn-Mo奥氏体钢堆焊合金焊条堆焊，使用寿命较传统的结构钢模圈提高七倍多，同时也提高了大口径厚壁无缝钢管管坯表面质量。由于模圈壁厚较厚，为避免堆焊时热影响区结构钢基体的淬火硬化，使用中出现堆焊金属剥落的危险，在焊条堆焊堆焊层前，用无须预热的不锈钢焊条堆焊一层堆焊过渡层。
文档编号B21C37/08GK102000715SQ201010514800
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者吴红伟, 程世清, 苏涛, 范道松, 陈国遂 申请人:武汉重工铸锻有限责任公司