热制管用顶头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及顶头，更详细地是涉及在穿孔机（穿轧机）及延伸轧机等中利用的热 制管用顶头。以下将热制管用顶头仅称为"顶头"。
[0002] 本申请基于2013年01月11日在日本申请的日本特愿2013-003665号主张优先 权，在此引用其内容。
【背景技术】
[0003] 满乃斯曼制管法作为无缝管的制造方法被广泛采用。在满乃斯曼制管法中，用穿 孔机（穿轧机）对加热至1200°C左右的圆形钢坯进行穿轧。穿孔机具备一对倾斜轧辊和 顶头。顶头被配置在一对倾斜轧辊之间的型缝线上。穿孔机中，利用倾斜轧辊，圆形钢坯在 圆周方向上旋转、同时被压入顶头中。结果是，对圆形钢坯进行穿轧，形成中空原管（空心 壳）。进而，根据需要在延伸轧机中对中空原管进行延伸轧制，进行中空原管的扩径及薄壁 化。延伸轧机具备与穿孔机同样的构成，具备一对倾斜轧辊和顶头。
[0004] 如上所述，顶头被用于高温的圆形钢坯的穿轧或者中空原管的延伸轧制等。因此， 顶头自圆形钢坯或中空原管受到高热及高表面压力。结果是，在顶头表面发生磨损或烧熔、 或者顶头发生熔损。由于顶头表面的磨损及烧熔和顶头的熔损，顶头的寿命缩短。
[0005] 一般来说，在顶头主体（顶头的母材）的表面上形成氧化皮覆膜。氧化皮覆膜阻 断来自圆形钢坯的热量，抑制烧熔或熔损的发生。例如，下述专利文献1~5中公开了具备 氧化皮覆膜的顶头。
[0006] 然而，氧化皮覆膜的耐磨损性不高。因此，每次对圆形钢坯进行穿轧时，氧化皮覆 膜都会发生磨损。氧化皮覆膜的膜厚因磨损而减少时，顶头主体的温度提高。结果是顶头 发生烧熔或熔损。特别是，当在大量含有铬及镍的高合金的圆形钢坯的穿轧中使用顶头时， 氧化皮覆膜显著地发生磨损。
[0007] 当氧化皮覆膜发生磨损时，通过热处理在顶头主体上再次形成氧化皮覆膜即可。 然而，由于该热处理的处理时间长达数小时~数十小时，因此生产效率降低。
[0008] 下述专利文献6~9中公开了具备代替氧化皮覆膜的其他覆膜的顶头。
[0009] 专利文献6所公开的顶头具备由铁氧化物构成的电弧喷镀膜。电弧喷镀膜与氧化 皮覆膜相比，耐磨损性优良。
[0010] 专利文献7~9所公开的顶头在表面具备加厚层（堆焊层）。加厚层的高温强度 及耐磨损性优良。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本特公平4-8498号公报
[0014] 专利文献2 :日本特开平4-74848号公报
[0015] 专利文献3 :日本特开平4-270003号公报
[0016] 专利文献4 :日本特公平1-7147号公报
[0017] 专利文献5 :日本特开昭63-203205号公报
[0018] 专利文献6 :日本专利第4279350号
[0019] 专利文献7 :日本专利第5075575号
[0020] 专利文献8 :日本专利第3891679号
[0021] 专利文献9 :日本专利第2776266号
【发明内容】
[0022] 发明要解决的课题
[0023] 电弧喷镀膜的高温强度比加厚层低。因此，在高合金钢坯的穿轧中利用专利文献 6的顶头时，有顶头易于发生烧熔或熔损、顶头的寿命缩短的情况。
[0024] 由于专利文献7~9的顶头具备加厚层，因此高温强度优良。然而，在高合金钢坯 的穿孔或轧制中利用这些文献的顶头时，也有顶头发生烧熔或熔损、顶头的寿命缩短的情 况。
[0025] 本发明是鉴于上述事实而作出的，其目的在于提供可以提高顶头寿命的热制管用 顶头。
[0026] 用于解决课题的手段
[0027] 本发明为了解决上述课题达成所述目的，采用以下的手段。即，
[0028] (1)本发明的一个方式的热制管用顶头具备：顶头主体；在上述顶头主体的表面 上围绕上述顶头主体的轴形成的加厚层；以及形成于上述加厚层的表面上的喷镀膜。
[0029] (2)在上述（1)所述的热制管用顶头中，上述加厚层可形成于上述顶头主体的前 部的表面上。另外，上述加厚层可含有锥形形状的表面。进而，上述喷镀膜可形成于上述锥 形形状的表面上。
[0030] (3)在上述（1)所述的热制管用顶头中，上述喷镀膜可将上述加厚层的表面整体 覆盖。
[0031] (4)在上述（1)所述的热制管用顶头中，上述顶头主体的表面可含有：形成上述加 厚层的第1表面区域；和与上述第1表面区域相比处于上述顶头主体的后方的第2表面区 域。另外，上述喷镀膜可含有：形成于上述加厚层的表面上的第1喷镀区域；和形成于上述 第2表面区域上的第2喷镀区域。
[0032] (5)在上述（4)所述的热制管用顶头中，上述第2喷镀区域可以与上述第1喷镀区 域相邻。
[0033] (6)在上述⑴~（5)中任一项所述的热制管用顶头中，上述加厚层可将上述顶头 主体的顶端覆盖。
[0034] 发明效果
[0035] 根据上述方式，可以提供能够提高顶头寿命的热制管用顶头。
【附图说明】
[0036] 图1是表示通过模拟求得的穿轧时的顶头主体的表面温度的分布的图。
[0037] 图2是图1的模拟中使用的顶头的纵截面图。
[0038] 图3是图1的模拟中使用的其他顶头的纵截面图。
[0039] 图4是使用顶端具备加厚层的顶头、对高合金钢坯进行穿轧之后的顶头顶端部分 的示意图。
[0040] 图5是具备本发明的一个实施方式的顶头的穿孔机的示意图。
[0041] 图6是图5中的顶头的纵截面图。
[0042] 图7是与图6不同的构成的本实施方式的其他顶头的纵截面图。
[0043] 图8是与图6及图7不同的构成的本实施方式的其他顶头的纵截面图。
[0044] 图9是与图6、图7及图8不同的构成的本实施方式的其他顶头的纵截面图。
[0045] 图10是实施例中所用顶头的纵截面图。
[0046] 图11是与图10不同的在实施例中使用的其他顶头的纵截面图。
【具体实施方式】
[0047] 本发明人为了提高顶头的寿命进行了调查、研宄，获得了以下发现。
[0048] 加厚层的高温强度比喷镀膜及氧化皮覆膜高。然而，加厚层的隔热性比喷镀膜和 氧化皮覆膜低。
[0049] 图1是表示在利用延伸轧机进行原材料（工件）的延伸轧制中的顶头温度的模拟 结果的图。图1通过以下方法获得。
[0050] 假设为图2及图3所示的顶头200及300。图2的顶头200具备顶头主体201、加 厚层202和喷镀膜203。加厚层202形成于顶头主体201的顶端部分的表面上，将顶头主体 201的顶端覆盖。从顶头200顶端至加厚层202后端的长度为L2。喷镀膜203形成于顶头 主体201的表面中的、加厚层202的后端与顶头主体201的后端之间的区域（但除了顶头 主体201的后端面的区域）上。
[0051] 图3的顶头300具备顶头主体301和氧化皮覆膜302。氧化皮覆膜302形成于顶 头主体301的表面中的、除了后端面之外的整个区域上。顶头200和顶头300均为大致相 同的形状。
[0052] 在本模拟中，假设中空原管作为原材料。中空原管的材质设定为SUS304、温度条件 设定为1200°C。将利用穿轧获得的压下率设定为25%、延伸轧制时间设定为15秒。从在 这些条件下实施FEM解析的结果获得了图1所示的模拟结果。
[0053] 图1中的横轴表示距离顶头200或300的顶端的距离。图1下方的点划线示意地 表示顶头200及300的顶头形状。图1中的纵轴表示顶头主体201