专利名称：钢管穿孔顶头材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种铁基稀土合金，特别是涉及到一种用于钢管穿孔用的顶头材料。
目前，用于碳钢及合金钢管的穿孔材料，大致分为合金工具钢和合金结构钢两大类，合金工具钢具有高温强度高和耐磨性好的特点，但其韧性较差，不适合过冷过热工作的工况下使用，易造成穿孔顶头的开裂，且造价比较昂贵，生产成本高。采用塑性较好的碳素钢或合金结构钢，也能达到较好的生产要求，但需经过特殊的氮化和氧化处理，生产成本可以大大下降。现在市场上穿制小口径的钢管得到了大量的运用，但是该类材料制成的产品在工况条件恶劣的情况下，或是在连续穿制较大口径的无缝钢管时，就易造成顶头表面软化，穿孔顶头变形，从而大大降低了穿孔顶头的使用寿命。
本发明的目的就是提供一种造价低廉，且适合不同工况下使用的穿孔顶头材料。
本发明的目的是这样实现的穿孔顶头材料的基体采用的铁基稀土合金，该合金的成份(wt％)为C 0.16-0.45Si 0.6-3 Mn 0.3-0.7 Cr 0.6-5 Ni 1.5-2.8 W＜0.1Re1-5其余为Fe元素。
下面分别介绍合金元素在铁基稀土合金中的作用。
C0.16-0.45(Wt％)，C是碳化物形成的元素，适量的碳能够提高钢的硬度，但过量的C的存在，减少了合金的韧性，不利于氧化和氮化处理，对恶劣的工况下使用不利，且不利于形成致密的氧化层。
Si0.6-3(Wt％)，加入适量的Si可以提高氧化层与基体的粘接性，提高合金的抗高温回火性能，这对提高顶头的使用寿命是必不可少的。
Mn0.3-0.7(Wt％)，加入适量的Mn，大大提高了穿孔顶头材料的高温强度。
Cr1.6-5(Wt％)加入Cr，同样可以促进碳化物的形成，提高材料的高温强度，但过多的加入易造成材料的生产成本提高。
Ni1.5-2.8(Wt％)Ni的加入，可以提高材料的高温强度。
W＜0.1(Wt％)加入少量的W，可以促进碳化物的形成，通过固溶强化提高材料的硬度，过多的加入难以形成氧化层。
Re1-5(Wt％)稀土的加入，提高了材料的综合性能，可以全面的提高基材的品质，大大降低了材料的含氧含氢，提高脱氧脱氢的能力，同时稀土的加入使材料的S、P等杂质的含量大大下降，提高了材料的抗冷疲劳寿命，同时使材料的晶界得到净化。由于合金元素和稀土的加入，促成了C曲线右移，大大简化了热处理工艺。
下面介绍本发明的实施例。
铁基稀土合金按所需的成份配料，经冶炼，铸造后，加工成所需的形状，热处理的工艺选择是否合理，对穿孔顶头材料具有重要的影响。将加工成的穿孔顶头经中温退火，在680℃左右保温，300℃出炉空冷，以达到消除应力的目的，调整了材料的组织结构，提高了材料的韧性，然后将材料高温氧化加热至950℃-1050℃再在500℃-600℃下保温4-5小时，以达到提高综合机械性能的目的，最后进行表面氧化处理，以增加表面光洁度和抗腐蚀性能，形成超硬的碳化层，可以使穿孔顶头的寿命得到显著的提高。经热处理后材料的金相组织为铁素体+粒状贝氏体。本发明材料制成的穿孔顶头与传统的相比，寿命提高了3-5倍，在穿孔机上使用，特别是在穿制大于Ф100以上的钢管时，可以连续穿制普通钢管300-500次/只，在穿制合金钢管达120-150次/只，具有良好的高温强度、耐磨性能。韧性及抗急冷急热疲劳均优于国内同类产品(见表1)。使用寿命长，在急冷急热状态下工作时不开裂，在穿孔过程中润滑和隔热效果好，不粘钢。
表1力学性能
权利要求
1.一种钢管穿孔顶头材料，其特征是该材料的成份为(Wt％)C 0.16-0.45 Si 0.6-3 Mn 0.3-0.7 Cr 0.6-5Ni 1.5-2.8 W＜0.1 Re1-5其余为Fe。
全文摘要
本发明公开了一种铁基稀土合金穿孔顶头材料,成分(Wt%)为:C0.16—0.45,Si0.6—3,Mn0.3—0.7,Cr0.6—5,Ni1.5—2.8,W< 0.1,Rel－5,其余为Fe。使其材料的综合性能得到了很大的提高,且生产成本可以大大降低。
文档编号B21C3/00GK1243170SQ9811143
公开日2000年2月2日 申请日期1998年7月26日 优先权日1998年7月26日
发明者韩守成 申请人:国营靖江冶金机械总厂