合金鋼、限動(dòng)芯棒及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于連乳機(jī)組技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種合金鋼，還涉及一種采用該合金鋼 的限動(dòng)芯棒，以及涉及一種制造該限動(dòng)芯棒的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 連乳機(jī)組限動(dòng)芯棒是熱乳無縫鋼管生產(chǎn)領(lǐng)域重要的熱變形用乳制工具，其在無縫 鋼管乳制過程中表面溫度在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到600°C - 800°C，用后在冷卻平臺(tái)噴水激冷至 100 ± 20 °C，并迅速再次上線循環(huán)使用。
[0003] 如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)公開的一種限動(dòng)芯棒，包括限動(dòng)芯棒本體100,限動(dòng)芯棒本 體100的一端設(shè)有軸向延伸的內(nèi)螺紋101，另一端設(shè)有錐形導(dǎo)向部102,該限動(dòng)芯棒本體100 為實(shí)心結(jié)構(gòu)。目前，限動(dòng)芯棒本體100通常采用H13(4Cr5MoSiVl)鋼，每噸成本約3. 3萬元， 例如：1支直徑為181. 2mm的芯棒重量在2. 3噸左右，每支芯棒的價(jià)格在7. 6萬元左右，制 造成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是：提供一種合金鋼，具有高強(qiáng)度、高韌性、高 耐磨性，在滿足使用要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低材料成本。
[0005] 為解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種合金鋼，所述合金鋼的 各成分質(zhì)量百分比含量如下：C為0.27-0. 31%，Si為0.60-0. 80%，Mn為0.7-0. 9%， P 彡 0· 015%，S 彡 0· 005%，Cr 為 3. 50-3. 70%，Ni 為 0· 20-0. 30%，V 為 0· 40-0. 50%，Mo 為0. 50-0. 58%，AK 0. 025%，其余為鐵和雜質(zhì)元素。
[0006] 采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：
[0007] 1)上述合金鋼中硅（Si)能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強(qiáng)度，硅能提 高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈服比，以及疲勞強(qiáng)度和疲勞比等；錳（Mn)是良好的脫氧劑 和脫硫劑，能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能；鉻（Cr) 能增加鋼的淬透性并有二次硬化作用，使鋼有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕的 作用，還能增加鋼的熱強(qiáng)性；鎳（Ni)在鋼中強(qiáng)化鐵素體并細(xì)化珠光體，總的效果是提高強(qiáng) 度，對塑性的影響不顯著；釩（V)主要作用是細(xì)化鋼的組織和晶粒，降低鋼的過熱敏感性， 提高鋼的強(qiáng)度和韌性；鉬（Mo)在鋼中能提高淬透性和熱強(qiáng)性，防止回火脆性，增加剩磁和 矯頑力以及在某些介質(zhì)中的抗蝕性。
[0008] 2)上述合金鋼通過選擇合適的配比，其性能指標(biāo)為：硬度為HB350-380,屈服強(qiáng)度 彡880MPa，抗拉強(qiáng)度為1078-1274MPa，伸長率彡10%，橫向全尺寸夏比沖擊功彡20J(室 溫）；具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性，在滿足使用要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低了材 料成本。
[0009] 作為同一種技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是：提供一種采用上述 合金鋼制備的限動(dòng)芯棒，在滿足使用要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低制造成本。
[0010] 為解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種限動(dòng)芯棒，包括限動(dòng)芯棒 本體，所述限動(dòng)芯棒本體為采用上述合金鋼制成的合金鋼限動(dòng)芯棒本體，所述限動(dòng)芯棒本 體為空心筒狀結(jié)構(gòu)，所述限動(dòng)芯棒本體的一端固定連接有堵頭；所述限動(dòng)芯棒本體的另一 端固定連接有連接桿，所述連接桿上遠(yuǎn)離所述限動(dòng)芯棒本體的端部設(shè)有軸向延伸的第一內(nèi) 螺紋。
[0011] 作為一種改進(jìn)，所述限動(dòng)芯棒本體上靠近所述堵頭的一端設(shè)有錐形導(dǎo)向部，所述 堵頭包括位于所述錐形導(dǎo)向部內(nèi)部的插入部和與所述錐形導(dǎo)向部錐度相一致的錐形伸出 部。
[0012] 作為一種改進(jìn)，所述限動(dòng)芯棒本體的外表面上覆有鉻鍍層，所述鉻鍍層的厚度為 0. 05mm-〇. 65mm〇
[0013] 作為一種改進(jìn)，所述限動(dòng)芯棒本體與所述堵頭焊接在一起；所述連接桿上靠近所 述限動(dòng)芯棒本體的一端設(shè)有外螺紋，所述限動(dòng)芯棒本體的內(nèi)壁上設(shè)有與所述外螺紋相適配 的第二內(nèi)螺紋，且所述連接桿和限動(dòng)芯棒本體焊接在一起。
[0014] 采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：
[0015] 1)由于限動(dòng)芯棒本體為采用上述合金鋼制成的合金鋼限動(dòng)芯棒本體，因此具備上 述合金鋼的高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性的優(yōu)點(diǎn)，在滿足使用要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降 低了材料成本。
[0016] 2)由于所述限動(dòng)芯棒本體為空心筒狀結(jié)構(gòu)，將連接桿和堵頭與空心的限動(dòng)芯棒本 體連接，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低了鋼材的使用量，大大降低了制造成本。
[0017] 3)由于所述限動(dòng)芯棒本體上設(shè)有錐形導(dǎo)向部，所述堵頭包括插入部和錐形伸出 部，從而方便了堵頭與限動(dòng)芯棒本體的連接。
[0018] 4)由于所述限動(dòng)芯棒本體的外表面上覆有鉻鍍層，所述鉻鍍層的厚度為 0. 05mm-0. 65mm，絡(luò)鍍層的主要作用是提高耐磨性，將其選擇合理的厚度，可以避免絡(luò)鍍層 過薄導(dǎo)致乳制時(shí)，在大的乳制力和摩擦力的作用下容易被磨損，或者鉻鍍層過厚導(dǎo)致附著 力大大降低，在乳制過程中由于限動(dòng)芯棒本體急冷急熱后鉻鍍層容易剝落的缺陷，從而解 決了鉻鍍層磨損或脫落的問題，提高了使用壽命。
[0019] 5)由于所述限動(dòng)芯棒本體與所述堵頭焊接在一起；所述連接桿的外螺紋與所述 限動(dòng)芯棒本體的第二內(nèi)螺紋螺紋連接，且兩者焊接在一起，從而保證限動(dòng)芯棒本體與堵頭 以及連接桿的可靠連接。
[0020] 作為同一種技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是：提供一種上述限動(dòng) 芯棒的生產(chǎn)方法，在滿足使用要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低限動(dòng)芯棒的制造成本。
[0021] 為解決上述第三個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種限動(dòng)芯棒的生產(chǎn)方法，包 括如下步驟：
[0022] ⑴煉鋼：
[0023] 選料-電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉-爐外精煉-真空吹氧脫碳法精煉-弧形連鑄+電磁攪 拌-切定尺-冷卻，制備出實(shí)心的管坯，所述管坯中各成分質(zhì)量百分比含量上述合金鋼的各 成分質(zhì)量百分比含量相同；
[0024] (2)乳制：
[0025] A、加熱所述管坯；
[0026] B、將所述管坯穿孔成毛管；
[0027] C、將所述毛管乳制成荒管；
[0028] D、將所述荒管減徑成光管；
[0029] E、將所述光管冷卻、矯直、排管鋸定尺和無損檢測后形成待加工管體；
[0030] (3)熱處理：采用淬火+回火的方式對所述待加工管體進(jìn)行熱處理；
[0031] (4)加工并組裝：
[0032] A、將所述待加工管體一端螺紋加工，另一端止口加工；
[0033] B、加工連接桿和堵頭；
[0034] C、將所述堵頭固定連接于所述待加工管體的止口側(cè)，將所述連接桿固定連接于所 述待加工管體的螺紋側(cè)，并去除應(yīng)力；
[0035] D、校直后，加工所述連接桿上的第一內(nèi)螺紋；
[0036] E、對所述待加工管體進(jìn)行粗車、精車、拋光和除氫鍍鉻加工；
[0037] F、將所述第一內(nèi)螺紋磷化后制成成品。
[0038] 作為一種改進(jìn)，在步驟（2)中，采用環(huán)形加熱爐加熱所述管坯；采用菌式穿孔機(jī)將 所述管坯穿孔成毛管；采用乳機(jī)將所述毛管乳制成荒管；采用微張力減徑機(jī)將所述荒管減 徑成光管。
[0039] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述環(huán)形加熱爐的加熱溫度為1220_1260°C，所述菌式穿孔機(jī) 的穿孔溫度為1100_1150°C，所述乳機(jī)的乳制溫度為1020-1070°C，所述微張力減徑機(jī)的終 乳溫度為830-880 °C。
[0040] 作為一種改進(jìn)，在步驟（3)中，采用淬火爐和淬火機(jī)床進(jìn)行淬火，所述淬火爐的加 熱段爐溫為850°C _920°C、均熱段爐溫為920°C _960°C、出爐管溫為910°C _930°C，出料周 期為7分30秒；所述淬火機(jī)床對所述待加工管體采用內(nèi)部噴水外部淋水的方式進(jìn)行淬火冷 卻，所述淬火機(jī)床的淬火水溫< 35°C，目標(biāo)值28°C -32°C，水栗全開，噴淋時(shí)間為200秒，軸 流時(shí)間為190秒；采用回火爐進(jìn)行回火，所述回火爐的加熱段爐溫為620°C _660°C、均熱段 爐溫為630 °C -670 °C、保溫段爐溫為630 °C -670 °C、出爐管溫為620 °C -640 °C，出料周期為 8分30秒。
[0041] 作為一種改進(jìn)，在步驟⑷中，進(jìn)行除氫鍍鉻加工時(shí)，鉻鍍層的厚度為 0. 05mm-〇. 65mm〇
[0042] 采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：
[004