專利名稱：一種新型無縫鋼管穿孔機用導(dǎo)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼管穿孔機用備件，尤其涉及一種生產(chǎn)無縫鋼管的穿孔機用新型導(dǎo)板。
背景技術(shù)：
穿孔機用導(dǎo)板是無縫鋼管生產(chǎn)中消耗量很大的一種工藝備件，導(dǎo)板質(zhì)量與使用壽命的高低直接影響到無縫鋼管的質(zhì)量與生產(chǎn)效率。它除了承擔(dān)無縫鋼管管坯穿孔過程中的導(dǎo)向作用外，還需參與無縫鋼管管坯穿孔過程中的高溫變形，與其它鋼材生產(chǎn)中的導(dǎo)板單純導(dǎo)向作用相比，工作環(huán)境更加惡劣在1100℃左右的高溫下承受著很大的沖擊力、壓應(yīng)力和摩擦力。
目前所使用的穿孔機導(dǎo)板的材質(zhì)基本分為二種一種是國內(nèi)傳統(tǒng)上使用的高鉻鑄鐵穿孔機導(dǎo)板，其成分為下列(1)或(2)(1)其成分為C1.8～2.2％；Si0.3～0.6％；Mn0.3～0.6％；P、S≤0.05％；Cr25～30％；Ni0～3.0％，其余為Fe。
(2)其成分為C2.0～3.3％；Si≤1.2％；Mn≤2.0％；P≤1.0；S≤0.06％；Cr25～27％，其余為Fe。
它們存在的不足和缺點是，在實際使用中表現(xiàn)出高溫耐磨性能和抗熱裂性能差，一般使用壽命在1～3個班次(約200～600支)就需報廢更換。有時還會產(chǎn)生碎裂，直接影響生產(chǎn)。
另一種是進口高鎳鉻穿孔機導(dǎo)板。近年來隨著我國鋼管事業(yè)的迅猛發(fā)展，引進了大量國際先進水平無縫鋼管生產(chǎn)機組。這些機組尤其是大口徑機組，軋制速度加快，軋制力加大，國產(chǎn)傳統(tǒng)材質(zhì)高鉻鑄鐵穿孔機導(dǎo)板已遠遠不能滿足需要，于是許多生產(chǎn)企業(yè)都隨機引進了部分進口高鎳鉻穿孔機導(dǎo)板。其成分為C0.75～0.85％；Si≤1.5％；Mn≤0.5％；Cr27.0～29.0％；Ni49.0～51.0％；W4.0～5.5％，其余為Fe。
以上國內(nèi)外穿孔機導(dǎo)板存在的不足和缺點是，國產(chǎn)傳統(tǒng)材質(zhì)高鉻鑄鐵穿孔機導(dǎo)板的使用壽命在穿孔400～600支左右就會因磨損而報廢，有的還會產(chǎn)生斷裂而影響正常生產(chǎn)；而進口穿孔機導(dǎo)板雖然高溫耐磨和抗熱裂性能優(yōu)于目前國產(chǎn)傳統(tǒng)材質(zhì)高鉻鑄鐵穿孔機導(dǎo)板，如穿孔φ460mm管坯的使用壽命為2700～3000支左右，但由于使用了大量的貴重金屬—鎳(目前國內(nèi)市場價格約40萬元/t)，因此造價昂貴。如國內(nèi)引進的一條φ460mm國際先進水平無縫鋼管機組如使用進口材質(zhì)國內(nèi)制造導(dǎo)板，單重為450kg/件，一次同時使用2件，年消耗導(dǎo)板價值高達3000～3600萬元人民幣，如果直接使用進口產(chǎn)品就更貴了，因此成為生產(chǎn)企業(yè)極重的負擔(dān)。
以上國產(chǎn)材質(zhì)的高鉻鑄鐵穿孔機導(dǎo)板雖然便用成本較低但高溫耐磨性能和抗熱裂性能差，不能滿足為尤其是國際先進水平無縫鋼管生產(chǎn)機組提供配件的需求，從國外進口的高鎳鉻穿孔機導(dǎo)板高溫耐磨和抗熱裂性能較好，但使用成本太高，企業(yè)難以承受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決上述無縫鋼管穿孔機導(dǎo)板在使用過程中所存在的問題而研制的一種新型材質(zhì)的無縫鋼管穿孔機導(dǎo)板，用來替代目前所使用的穿孔機導(dǎo)板，以解決穿孔機導(dǎo)板在高溫工作過程中耐磨性能差、使用壽命低、易斷裂以及因?qū)О宓膬r格昂貴、使用廠家難以承受等問題。
本發(fā)明的創(chuàng)造性在于通過對無縫鋼管穿孔機導(dǎo)板材質(zhì)成分和含量的不斷研究和試驗，找到一種提高無縫鋼管穿孔機導(dǎo)板性能的最佳成分和含量，并能使導(dǎo)板的成本大大降低。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來完成應(yīng)用于軋制無縫鋼管的穿孔機上的新型導(dǎo)板的成分組成及含量范圍如下(以重量％計)C1.6～1.8％，Si0.6～0.8％，Mn0.6～0.8％，P≤0.04％，S≤0.04％，Cr26～28％，Ni4.5～5.5％，Nb0.1～3.0％，RE0.02～0.03％，其余為Fe。其中導(dǎo)板的以下成分及含量范圍如下Si0.65～0.75％，Mn0.7～0.8％，Cr27～28％，Ni4.8～5.2％，Nb0.15～2.5％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，其優(yōu)點在于
①本發(fā)明的機械性能和實際使用效果優(yōu)于現(xiàn)有穿孔機導(dǎo)板，是現(xiàn)有國內(nèi)穿孔機導(dǎo)板使用壽命的3～5倍，高于國外穿孔機導(dǎo)板的使用壽命。
②本發(fā)明的制作工藝與國產(chǎn)、進口穿孔機導(dǎo)板相同，制作成本僅為進口導(dǎo)板的1/5～1/6。
③本發(fā)明與國際先進水平相比，節(jié)約了大量的貴重金屬—鎳(國外導(dǎo)板的鎳含量是本發(fā)明的10倍左右)，可節(jié)能降耗。
具體實施例方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
本發(fā)明是將一種新型材質(zhì)的導(dǎo)板應(yīng)用于軋制無縫鋼管的穿孔機上，從而替代目前國內(nèi)及國外材質(zhì)的高鉻鑄鐵穿孔機導(dǎo)板。
本發(fā)明新型材質(zhì)的穿孔機導(dǎo)板主要成分(以重量百分比計)如下C1.6～1.8％，Si0.6～0.8％，Mn0.6～0.8％，P≤0.04％，S≤0.04％，Cr26～28％，Ni4.5～5.5％，Nb0.1～3.0％，RE0.02～0.03％，其余為Fe。
其中導(dǎo)板的以下成分及含量范圍如下Si0.65～0.75％，Mn0.7～0.8％，Cr27～28％，Ni4.8～5.2％，Nb0.15～2.5％。
本發(fā)明經(jīng)過試驗，減少了碳的含量，降低了導(dǎo)板易碎裂的缺點，同時加入了Nb和稀土元素RE，提高了材料的高溫耐磨性能，滿足了穿孔機導(dǎo)板工作環(huán)境的需求。
Nb在鋼和鐵中的應(yīng)用近年來得到了很大的發(fā)展，得到了廣泛的認可和應(yīng)用，尤其是含Nb高溫合金得到了較好的開發(fā)。在鑄鐵中加入Nb可在基體中析出高硬度(2000HV)、高熔點、形狀規(guī)則、粒度較小、均勻彌散分布的硬質(zhì)相-Nb(CN)質(zhì)點，提高材料的韌性，形成耐磨性能的基礎(chǔ)。在高溫合金中，Nb的加入可替代Co，可有效控制合金的凝固偏析，提高其綜合性能，并起到節(jié)約Ni或Cr的作用，最多可達50％的Ni或20％的Cr。
稀土化合物質(zhì)點在澆鑄凝固過程中起晶核作用，能夠有效地細化結(jié)晶組織，減輕其枝晶程度。由于稀土元素的加入，使晶粒更加細化，提高了塑性和沖擊韌性；改善了鑄件的表面質(zhì)量，提高了成品率，減少了鑄造的熱裂傾向。
由于綜合加入Nb和稀土元素RE，有效的提高了本發(fā)明的綜合性能，在使用中表現(xiàn)出了優(yōu)良的高溫耐磨性能和抗熱裂性能。
本發(fā)明的新型穿孔機導(dǎo)板工作環(huán)境惡劣在1100℃左右的高溫下承受大的沖擊力、壓應(yīng)力和摩擦力的作用。實踐證明本發(fā)明的新型穿孔機導(dǎo)板使用效果良好、穩(wěn)定，使用壽命超過現(xiàn)有國產(chǎn)和進口的穿孔機導(dǎo)板，是國產(chǎn)導(dǎo)板使用壽命的3～5倍。制造成本是國內(nèi)外材質(zhì)穿孔機導(dǎo)板的1/5～1/6。節(jié)約了大量的貴重金屬鎳，達到了節(jié)能降耗的效果。
在實施過程中，首先根據(jù)本發(fā)明的用途、穿孔機導(dǎo)板服役的具體工況條件及技術(shù)要求選定新型穿孔機導(dǎo)板成分的具體配比，使用相應(yīng)的鐵合金、廢鋼等原料，進行常規(guī)熔煉，獲得需要的鋼水。然后采取常規(guī)的鑄造，獲得需要的毛坯。再進行機械加工，生產(chǎn)出需要的穿孔機導(dǎo)板。本發(fā)明的使用狀態(tài)為鑄態(tài)。
實施例1制造φ460穿孔機用導(dǎo)板一套，共2件。選定材質(zhì)的成分以重量百分比計如下表

根據(jù)表中的成分要求選定原料配比，在中頻感應(yīng)電爐中進行常規(guī)熔煉，進行常規(guī)的砂型鑄造，獲得需要的毛坯，然后進行常規(guī)的機械加工，生產(chǎn)出φ460穿孔機用導(dǎo)板。
實施例1的φ460穿孔機用導(dǎo)板，成品重量為452kg/件。本實施例的硬度為HRC37～41，在國內(nèi)引進國際先進水平φ460穿孔機上進行實驗，在1100℃左右的高溫下及承受大的沖擊力、壓應(yīng)力和摩擦力的作用下使用，使用壽命達到并超過現(xiàn)有技術(shù)國外材質(zhì)穿孔機用導(dǎo)板的水平現(xiàn)有技術(shù)國外材質(zhì)穿孔機用導(dǎo)板使用壽命為可穿孔2700～3000支鋼管，本實施例穿孔機用導(dǎo)板使用壽命為可穿孔3300支鋼管，且其質(zhì)量穩(wěn)定，未發(fā)生斷裂，保證了生產(chǎn)正常進行。完全克服了的現(xiàn)有國內(nèi)外材質(zhì)穿孔機用導(dǎo)板的技術(shù)缺點，其成本僅為國外進口穿孔機用導(dǎo)板的五分之一。
實施例2
制造φ245穿孔機用導(dǎo)板一套，共2件。選定材質(zhì)的成分以重量百分比計如下表

根據(jù)以上成分要求選定原料配比，在中頻感應(yīng)電爐中進行常規(guī)熔煉，進行常規(guī)的砂型鑄造，獲得需要的毛坯，然后進行常規(guī)的機械加工，生產(chǎn)出φ245穿孔機用導(dǎo)板。
實施例2的φ245穿孔機用導(dǎo)板，成品重量為260kg/件。本實施例的硬度為HRC37～39，在國內(nèi)引進國際先進水平φ245穿孔機上進行實驗，在1100℃左右的高溫下并承受大的沖擊力、壓應(yīng)力和摩擦力的作用下使用，使用壽命達到并超過現(xiàn)有技術(shù)國外材質(zhì)穿孔機用導(dǎo)板的水平國外材質(zhì)穿孔機用導(dǎo)板使用壽命為可穿孔2800～3100支鋼管，本實施例穿孔機用導(dǎo)板使用壽命為可穿孔3400支鋼管，且其質(zhì)量穩(wěn)定，未發(fā)生斷裂，保證了生產(chǎn)正常進行。完全克服了的現(xiàn)有國外材質(zhì)穿孔機用導(dǎo)板的技術(shù)缺點，其成本僅為國外進口穿孔機用導(dǎo)板的五分之一。
實施例3制造φ219穿孔機用導(dǎo)板一套，共2件。選定材質(zhì)的成分以重量百分比計如下表

根據(jù)上表成分要求選定原料配比，在中頻感應(yīng)電爐中進行常規(guī)熔煉，進行常規(guī)的砂型鑄造，獲得需要的毛坯，然后進行常規(guī)的機械加工，生產(chǎn)出φ219穿孔機用導(dǎo)板。
實施例3的φ219穿孔機用導(dǎo)板，成品重量為43.5kg/件。本實施例的硬度為HRC35～37，在國內(nèi)引進國際先進水平φ219穿孔機上進行實驗，在1100℃左右的高溫下并承受大的沖擊力、壓應(yīng)力和摩擦力的作用下使用，使用壽命為現(xiàn)有技術(shù)國產(chǎn)高鉻鑄鐵穿孔機用導(dǎo)板的3倍以上，國產(chǎn)高鉻鑄鐵穿孔機用導(dǎo)板使用壽命為可穿孔500～600支鋼管，本實施例穿孔機用導(dǎo)板使用壽命為可穿孔2000支鋼管，且其質(zhì)量穩(wěn)定，未發(fā)生斷裂，保證了生產(chǎn)正常進行。完全克服了的現(xiàn)有國產(chǎn)高鉻鑄鐵穿孔機用導(dǎo)板的技術(shù)缺點，其成本與現(xiàn)有國產(chǎn)高鉻鑄鐵穿孔機用導(dǎo)板相當，僅為國外進口穿孔機用導(dǎo)板的六分之一。
實施例4制造φ89穿孔機用導(dǎo)板一套，共2件。選定材質(zhì)的成分以重量百分比計如下表

根據(jù)表中的成分要求選定原料配比，在中頻感應(yīng)電爐中進行常規(guī)熔煉，進行常規(guī)的砂型鑄造，獲得需要的毛坯。然后進行常規(guī)的機械加工，生產(chǎn)出φ89穿孔機用導(dǎo)板。
實施例4的φ89穿孔機用導(dǎo)板，成品重量為11kg/件。本實施例的硬度為HRC36～38，在國內(nèi)引進國際先進水平φ89穿孔機上進行實驗，在1100℃左右的高溫下并承受大的沖擊力、壓應(yīng)力和摩擦力的作用下使用，使用壽命為現(xiàn)有技術(shù)國產(chǎn)高鉻鑄鐵穿孔機用導(dǎo)板的5倍以上國產(chǎn)高鉻鑄鐵穿孔機用導(dǎo)板使用壽命為可穿孔400～500支鋼管，本實施例穿孔機用導(dǎo)板使用壽命為可穿孔2800支鋼管，且其質(zhì)量穩(wěn)定，未發(fā)生斷裂，保證了生產(chǎn)正常進行。完全克服了的現(xiàn)有國產(chǎn)高鉻鑄鐵(1)穿孔機用導(dǎo)板技術(shù)缺點，其成本與現(xiàn)有國產(chǎn)高鉻鑄鐵穿孔機用導(dǎo)板相當，僅為國外進口穿孔機用導(dǎo)板的六分之一。
權(quán)利要求
1.一種新型無縫鋼管穿孔機用導(dǎo)板，其特征在于導(dǎo)板的成分組成及含量范圍如下(以重量％計)C1.6～1.8％，Si0.6～0.8％，Mn0.6～0.8％，P≤0.04％，S≤0.04％，Cr26～28％，Ni4.5～5.5％，Nb0.1～3.0％，RE0.02～0.03％，其余為Fe。
2.根據(jù)要得要求1所述的新型無縫鋼管穿孔機導(dǎo)板，其特征在于導(dǎo)板的以下成分及含量范圍如下(以重量％計)Si0.65～0.75％，Mn0.7～0.8％，Cr27～28％，Ni4.8～5.2％，Nb0.15～2.5％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型無縫鋼管穿孔機用導(dǎo)板，該導(dǎo)板的成分組成及含量范圍如下(以重量％計)C1.6～1.8％，Si0.6～0.8％，Mn0.6～0.8％，P≤0.04％，S≤0.04％，Cr26～28％，Ni4.5～5.5％，Nb0.1～3.0％，RE0.02～0.03％，其余為Fe；本發(fā)明解決了無縫鋼管穿孔機導(dǎo)板在使用過程中所存在的高溫工作過程中耐磨性能差、使用壽命低、易斷裂以及因?qū)О宓膬r格昂貴、使用廠家難以承受等問題，本發(fā)明的工作性能和使用效果優(yōu)于現(xiàn)有穿孔機導(dǎo)板，其使用壽命是現(xiàn)有導(dǎo)板壽命的3～5倍，其制作成本僅為進口導(dǎo)板的1/5～1/6。
文檔編號C22C38/48GK101086055SQ20071001826
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者袁厚之, 張凝, 劉行一, 王平 申請人:袁厚之