专利名称：一种用于无缝钢管热挤压生产的挤压芯棒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金、机械行业无缝钢管的热挤压生产设备，尤其是指一种用于镍基合金无缝钢管热挤压生产的芯棒.
背景技术：
无缝钢管是常见的钢铁冶金制品。镍基合金无缝钢管是近年来研制开发的高端无缝钢管，具有耐高温、耐腐蚀、抗变形等特点，主要应用于油(气)井、核电站等领域。由于镍基合金无缝钢管的金属性能及其生产工艺需要，必须采用穿(扩)孔与热挤压二次变形加工工艺生产。热挤压技术是近年来日趋成熟的无缝钢管加工技术，是一种将金属在再结晶而温度以上进行挤压，使管坯从一个模孔挤出，得到模孔形状断面管材的金属成型方法，具有制品内部组织致密、性能均匀，没有内在隐患等特点。热挤压技术尤其适合于高合金、难变形材料的加工，目前逐步取代传统的热穿孔技术，成为高端无缝钢管的热轧加工生产方法。如图2所示，热挤压设备包括有挤压芯棒、穿(扩)孔机、挤压机等装置、机构。其中挤压芯棒与挤压模形成环状孔隙，是确定挤出钢管内表面形状尺寸的变形工具。挤压芯棒是直接决定挤出钢管内表面形状和尺寸质量的工具，结构为带盲孔的圆柱形，与空心坯料接触段呈锥形，以锥螺纹连接方式与芯棒支承连接，芯棒支承与芯棒后支承连接并固定在芯棒油缸上。在工作中挤压杆以同一速度前进，冷却方式为使冷却水沿芯棒水平轴心通过挤压芯棒盲孔进入，实现循环水冷却芯棒。工作时首先将加热、并经内外表面涂粉的空心坯料送入挤压筒中，挤压芯棒通过挤压垫以及空心坯料的中心，进入挤压模的模孔，再由挤压杆通过挤压垫加压到空心坯料上，首先压缩空心坯料，使之充满挤压筒，然后，在相应的压力下，通过挤压模和挤压芯棒组成的环状孔隙高速挤出钢管。镍基合金无缝钢管热挤压的生产流程是经立式工频感应再加热炉加热后，并经在线内外表面涂粉的空心坯料，连同挤压垫一起由上料装置送到挤压中心线，开始钢管的挤压周期。装有玻璃垫的挤压模封闭挤压筒的前端；挤压杆推挤压垫、空心坯料进入挤压筒，直到与玻璃垫接触。挤压芯棒随着挤压杆移动，并穿过挤压垫、空心坯料进入挤压模模孔，形成环状型腔，并由挤压杆通过挤压垫施加力到空心坯料上。然后，主柱塞开始工作行程，首先压缩空心坯料，使之镦粗充满挤压筒，此时，挤压空心坯料外径尺寸与挤压筒的内径尺寸相同。然后，在相应的压力下，空心坯料通过挤压模和挤压芯棒组成的环状孔隙，高速挤压出钢管。挤压杆、挤压芯棒和压余及挤压垫的挤压筒一起回程一段距离，芯棒缸回程，抽出芯棒。滑锯下降并切断挤压余料。挤压杆在推出压余和挤压垫后回程；挤压垫和压余组合一起在专门的垫尾分离装置上进行分离之后，挤压垫通过遛槽进行循环使用，压余则掉入收集箱。与此同时，挤压筒内衬进行自动清理和冷却；“挤压模组件”带着挤压模进入冷却、检查、修理或更换工位。并开始下一个挤压周期的准备。在镍基合金无缝钢管的热挤压生产中，挤压芯棒与挤压模形成的环状孔隙截面积与空心坯料截面积之比即为挤压比，挤压比直接确定初始挤压力的大小，挤压时的初始挤压力就越大，钢管端部的质量就越差，产生横向裂纹等缺陷导致热挤压生产成材率较低。就目前镍基合金无缝钢管的热挤压生产所使用挤压芯棒与空心坯料接触段采用圆柱型或带一定锥度的圆锥形(锥度较小，外圆柱接近圆柱体)，另一段为与挤压垫配合的台阶及用于连接安装的锥螺纹结构，内部是一个盲孔。由于其结构特征，在热挤压生产中的挤压比较大，不仅初始挤压力非常高，而且挤出钢管端部部产生横裂纹等缺陷。因此，对镍基合金无缝钢管的热挤压所选用的挤压芯棒实施相应的改进，适当的降低挤压比，就能满足热挤压生产的需要，提高成材率。
实用新型内容本实用新型的目的是设计一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，用于镍基合金无缝钢管的生产，通过优化挤压芯棒的外部结构，实现降低初始挤压时的挤压比的作用，从而消除挤出的钢管端部横向裂纹，提高产品成材率。本实用新型通过以下技术方案实现其发明目的。一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，呈圆柱形，其特征在于，所述的挤压芯棒4为带有用于循环水冷却盲孔的圆柱形，顺序包括对应于挤压模封闭挤压筒的前端的挤压芯棒4的头部段1-1，过渡段1-2，对应于挤压模封闭挤压筒内的空心坯料、接触所述空心坯料的工作段1-3，及对应于挤压模封闭挤压筒内的挤压垫及芯棒支撑杆7连接部分的尾部段1-4。根据本实用新型所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述的挤压芯棒4的头部段1-1的直径小于挤压芯棒的工作段1-3的直径。根据本实用新型所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述挤压芯棒4的工作段1-3为圆锥形。根据本实用新型所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述挤压芯棒4的头部段1-1与工作段1-3之间的过渡段为一圆滑过渡的台阶形。根据本实用新型所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述的挤压芯棒尾部段1-4包括与挤压垫对应配合的带2-3个台阶的圆柱形段及具有锥螺纹结构、用于连接芯棒支撑杆7的尾端。根据本实用新型所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述位于挤压芯棒尾部段1-4与挤压垫对应配合的带台阶的圆柱形段的2-3个台阶的尺寸与芯棒支撑杆7配合。根据本实用新型所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述挤压芯棒尾部段1-4与挤压垫对应配合的台阶段直径最大。本实用新型的用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，用于镍基合金无缝钢管的生产，通过优化挤压芯棒的外部结构，实现降低初始挤压时的挤压比的作用，从而消除挤出的钢管端部横向裂纹，提高挤出钢管头部段的质量和提高产品成材率。[0028]本实用新型设计合理，结构简单，制作、使用方便，便于日常生产作业。
图1为本实用新型的挤压芯棒结构图。图2为本实用新型的挤压芯棒安装示意图。图中，I为挤压模，2为挤压筒，3为空心坯料，4为挤压芯棒，5为挤压垫，6为挤压杆，7为芯棒支撑杆，1-1为挤压芯棒4的头部段，1-2为挤压芯棒4的过渡段，1-3为挤压芯棒4的工作段，1-4为挤压芯棒4的尾部段。
具体实施方式
下面结合说明书附图，以实施例对本实用新型技术做进一步介绍。实施例1如图1所示，一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，呈圆柱形，为带有用于循环水冷却盲孔的圆柱形，包括对应于挤压模封闭挤压筒的前端的挤压芯棒4的头部段1-1，连接头部段1-1之后的过渡段1-2，连接过渡段1-2之后、对应于挤压模封闭挤压筒内的空心坯料、接触所述空心坯料的工作段1-3，及对应于挤压模封闭挤压筒内的挤压垫及连接芯棒支撑杆7的尾部段1-4。所述的挤压芯棒4的头部段1-1的直径小于挤压芯棒的工作段1-3的直径，所述挤压芯棒4的头部段1-1与工作段1-3之间的过渡段1-2为一圆滑过渡的台阶形。所述的挤压芯棒尾部段1-4包括与挤压垫对应配合的带2个台阶的圆柱形段及具有锥螺纹结构、用于连接芯棒支撑杆7的尾端。所述挤压芯棒尾部段1-4与挤压垫对应配合的台阶段直径最大。如图2所示，当进行挤压时，由挤压杆6通过挤压垫5加压到空心坯料3上，首先压缩空心坯料3，使之充满挤压筒2。然后，在相应的压力下，通过挤压模I和挤压芯棒4的1-1段组成的环状孔隙挤出钢管，芯棒4随着挤压杆6沿空心坯料挤出方向移动，经过芯棒过渡段1-2，随后通过芯棒1-3段与挤压模组成环状孔隙使金属挤出，形成符合标准的钢管。本实用新型的用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，用于镍基合金无缝钢管的生产，通过优化挤压芯棒的外部结构，实现降低初始挤压时的挤压比的作用，从而消除挤出的钢管端部横向裂纹，提高挤出钢管头部段的质量和提高产品成材率。本实用新型设计合理，结构简单，制作、使用方便，便于日常生产作业。
权利要求1.一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，呈圆柱形，其特征在于，所述的挤压芯棒(4)为带有用于循环水冷却盲孔的圆柱形，顺序包括 对应于挤压模封闭挤压筒前端的挤压芯棒(4)的头部段(1-1)， 过渡段(1_2), 对应于挤压模封闭挤压筒内的空心坯料、接触所述空心坯料的工作段(1-3)，及 对应于挤压模封闭挤压筒内的挤压垫及芯棒支撑杆(7 )连接部分的尾部段(1-4 )。
2.如权利要求1所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述的挤压芯棒(4)的头部段(1-1)的直径小于挤压芯棒的工作段(1-3)的直径。
3.如权利要求1所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述挤压芯棒(4)的工作段(1-3)为圆锥形。
4.如权利要求1所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述挤压芯棒(4)的头部段(1-1)与工作段(1-3)之间的过渡段(1-2)为一圆滑过渡的台阶形。
5.如权利要求4所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述的挤压芯棒尾部段(1-4)包括与挤压垫对应配合的带2-3个台阶的圆柱形段及具有锥螺纹结构、用于连接芯棒支撑杆(7)的尾端。
6.如权利要求5所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述位于挤压芯棒尾部段(1-4)、与挤压垫对应配合的带台阶的圆柱形段的2-3个台阶的尺寸与芯棒支撑杆(7)配合。
7.如权利要求5所述的一种用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，其特征在于，所述挤压芯棒尾部段(1-4)与挤压垫对应配合的台阶段直径最大。
专利摘要一种用于无缝钢管热挤压生产的挤压芯棒，呈圆柱形，其特征在于；所述的挤压芯棒为带盲孔的圆柱形，所述的挤压芯棒与空心坯料接触段呈锥形，所述的挤压芯棒在芯棒头部段加工一个台阶，台阶之间圆滑过渡。本实用新型的用于无缝钢管挤压生产的挤压芯棒，用于镍基合金无缝钢管的生产，通过优化挤压芯棒的外部结构，实现降低初始挤压时的挤压比的作用，从而消除挤出的钢管端部横向裂纹，提高挤出钢管头部段的质量和提高产品成材率。本实用新型设计合理，结构简单，制作、使用方便，便于日常生产作业。
文档编号B21C25/06GK202893865SQ20122057803
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者龚张耀, 李亚鑫 申请人:宝钢特种材料有限公司