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CN104736262A - 热制管用顶头 - Google Patents

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CN104736262A
CN104736262A CN201380055291.8A CN201380055291A CN104736262A CN 104736262 A CN104736262 A CN 104736262A CN 201380055291 A CN201380055291 A CN 201380055291A CN 104736262 A CN104736262 A CN 104736262A
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bismuth
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top main
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CN201380055291.8A
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东田泰斗
日高康善
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

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。

Description

热制管用顶头
技术领域
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”。
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
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℃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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公平4-8498号公报
专利文献2:日本特开平4-74848号公报
专利文献3:日本特开平4-270003号公报
专利文献4:日本特公平1-7147号公报
专利文献5:日本特开昭63-203205号公报
专利文献6:日本专利第4279350号
专利文献7:日本专利第5075575号
专利文献8:日本专利第3891679号
专利文献9:日本专利第2776266号
发明内容
发明要解决的课题
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。
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。
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。
用于解决课题的手段
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,
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(6)在上述(1)~(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。
发明效果
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
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。
图2是图1的模拟中使用的顶头的纵截面图。
图3是图1的模拟中使用的其他顶头的纵截面图。
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。
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。
图6是图5中的顶头的纵截面图。
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。
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。
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。
图10是实施例中所用顶头的纵截面图。
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
本发明人为了提高顶头的寿命进行了调查、研究,获得了以下发现。
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。
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。
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。
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。
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℃。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。
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或301的表面温度。本模拟中,在距离L1(参照图1)下,原材料(中空原管)的内表面与顶头200及300接触。因此,在轧制中,在顶头200及300的表面中的与距离L1相比更靠后的区域,与原材料接触。
图1中的实线C200表示顶头主体201的表面温度。图1中的虚线C300表示顶头主体301的表面温度。
如图1所示,在顶头主体201及301的表面中的、与原材料接触的区域(距离L1以后的区域)中,形成有加厚层202的顶头主体201的表面(距离L1~L2的区域)的温度(C200)比对应的顶头主体301的表面温度(C300)高100℃左右。进而,在顶头主体201的表面中的加厚层202的后方的形成有喷镀膜203的区域的温度比形成有加厚层202的区域的温度低100℃左右。
如上所述,加厚层202的隔热性低于喷镀膜203及氧化皮覆膜302。因此,在顶头200中的形成有加厚层202的区域处,穿轧中来自原材料(圆形钢坯或中空原管)的热量输入量增大。
在大量含有Cr及Ni的高合金的原材料的轧制中使用顶头200时,加厚层202具有优良的高温强度,因此在顶头200中的形成有加厚层202的部分处,能够抑制磨损及变形的发生。
然而,加厚层202的隔热性比氧化皮覆膜302及喷镀膜203低。因此,如图1所示,在穿轧时,自原材料介由加厚层202输入到顶头主体201的热量比自原材料介由氧化皮覆膜302输入到顶头主体301的热量及介由喷镀膜203输入到顶头主体201的热量大。其结果是,特别是在大量含有Ni及Cr的高合金原材料的穿轧中使用顶头200时,顶头主体201的温度过剩地提高,有如图4所示顶头200发生变形的情况。
如图4所示,热量自加厚层202传递至顶头主体201,其结果是:即便是顶头主体201的温度过剩地上升时,由于加厚层202具有优良的高温强度,因此形成有加厚层202的部分也难以变形。然而,在顶头主体201中的未形成加厚层202的部分(换而言之是形成有喷镀膜203的部分)变得易于变形、表面变成波浪状。作为其原因,可举出顶头主体201的温度提高、强度降低。
这种顶头主体201的变形不仅是导致中空原管内表面的瑕疵的原因,在顶头主体201上也易于发生烧熔或熔损。因此,难以连续地使用顶头200。其结果是:即便是具有加厚层202的顶头200,也有顶头寿命缩短的情况。
本发明人基于上述模拟结果认为:当在加厚层的表面上形成喷镀膜时,可抑制来自原材料的热介由加厚层进入到顶头主体中。如图1所示,喷镀膜的隔热性比加厚层高。当在加厚层上形成喷镀膜时,可通过加厚层获得高的高温强度,进而可通过喷镀膜获得高的隔热性。因此,即便在高合金原材料的穿孔及轧制中使用顶头时,也可抑制进入具有加厚层的顶头主体的热量,从而提高顶头寿命。
根据以上的发现完成了以下所示的本实施方式的顶头。
本实施方式的顶头是热制管用的顶头。顶头具备顶头主体、加厚层和喷镀膜。加厚层在顶头主体的表面上围绕顶头主体的轴形成。喷镀膜形成于加厚层的表面上。
如上所述,由于加厚层具有高的高温强度,因此会抑制顶头的变形。进而,由于喷镀膜形成于加厚层上,因此可抑制向加厚层中的热量输入、可以抑制穿轧中的顶头主体的温度上升。因而,可抑制顶头的变形,难以发生熔损及烧熔。因此,即便在对高合金原材料进行轧制时,也可提高顶头寿命。
加厚层优选形成于顶头主体的前部的表面上。另外,加厚层含有相对于顶头主体的中心轴倾斜的锥形形状的表面。喷镀膜形成于该加厚层的锥形形状的表面上。
此时,由于顶头的轧制部具有锥形形状,因此在穿轧中,加厚层上的喷镀膜受到朝向加厚层方向的外力(将喷镀膜挤压至加厚层的力)。因此,喷镀膜难以从加厚层上剥离。
喷镀膜更优选将加厚层的表面整体覆盖。
此时,可进一步抑制穿轧中从原材料向加厚层的热量输入。
优选顶头主体的表面含有第1表面区域和第2表面区域。加厚层形成于第1表面区域上。第2表面区域与第1表面区域的后端相邻,配置在与第1表面区域相比更处于顶头主体的后方的位置上。喷镀膜含有第1及第2喷镀区域。第1喷镀区域形成于加厚层的表面上。第2喷镀区域形成于第2表面区域上。
此时,喷镀膜也形成于顶头主体中的加厚层的后方部分上。因此,顶头的隔热性提高,顶头寿命提高。
第2喷镀区域更优选与第1喷镀区域相邻。
此时,顶头的隔热性及耐磨损性进一步提高、顶头寿命提高。
以下一边参照附图一边说明本发明的一个实施方式的顶头。图中相同或相当部分带有相同符号,不重复说明。
[穿孔机的构成]
本实施方式的顶头应用于穿孔机或延伸轧机。在以后的说明中,以穿孔机为例进行顶头的说明。然而,在延伸轧机中所利用的顶头也是同样的。
图5是穿孔机1的整体构成图。如图5所示,穿孔机1具备一对倾斜辊2、顶头100和芯骨3。
一对倾斜辊2围绕型缝线PL配置。倾斜辊2一边使作为原材料的圆形钢坯BL在圆周方向上旋转,一边对其进行轧制。倾斜辊2可以是圆锥型、也可以是滚筒型。
顶头100配置在一对倾斜辊2之间的型缝线PL上。芯骨3是棒状的,配置在型缝线PL上。在芯骨3的顶端安装顶头100。芯骨3将顶头100固定在型缝线PL上。
在如上构成的穿孔机1中,顶头100被挤压至圆形钢坯BL的顶端面(即与顶头100相向的端面)的中央。其结果是,将圆形钢坯BL穿轧、形成中空原管。
[顶头100的构成]
图6是顶头100的纵截面图。这里所说的纵截面图是指顶头100的包含中心轴CL的截面。
顶头100的外周面的横截形状是圆形。对于顶头100的外径,顶头100的后端部比顶头100的顶端部大。例如,如图6所示,顶头100是炮弹形状。如图6所示,顶头100的外径从顶端向后端逐渐地增大。
顶头100具备顶头主体101、加厚层102和喷镀膜103。
[顶头主体101]
在顶头主体101的前部形成加厚层102。本说明书中,顶头主体101的“前部”是指顶头100的全长的中央与顶头100的顶端之间的部分。顶头100的前部具有锥形形状。
顶头主体101的材质并无特别限定。顶头主体101的材质可以与公知的顶头的材质相同。
[加厚层102]
加厚层102在顶头主体101的表面上围绕顶头主体101的轴(围绕中心轴CL)形成。加厚层102形成于顶头主体101的前部,具有相对于中心轴CL倾斜的锥形形状的表面。以下将加厚层102的锥形形状的表面称作锥形表面。加厚层102可以形成于顶头主体101的前部的整体上,也可以形成于前部中的一部分。
加厚层102例如通过等离子粉体堆焊(PTA:Plasma Transferred Arc)法、MIG(Metal Inert Gas,熔化极惰性气体保护)焊法、TIG(Tungsten InsertGas,非熔化极惰性气体钨极保护)焊法等公知的堆焊法来形成。
加厚层102含有以过渡金属为主成分(例如50%以上)的合金。具体地说,本实施方式中的加厚层102除了含有以过渡金属为主成分的合金的基质金属之外,还含有硬质粒子。基质金属例如为Co基合金、Ni基合金、Fe基合金等。Co基合金例如为ステライト(注册商标)。ステライト的耐热性及延展性优良。Ni基合金例如为IN625、C276、50Cr-50Ni、コルモノイ(注册商标)等。Fe基合金例如为不锈钢、工具钢、碳钢、Cr钢。
硬质粒子例如是碳化物、氧化物、氮化物、硼化物或它们的混合物或者它们的复合化合物。硬质粒子为碳化物时,硬质粒子例如是碳化铌(NbC)、碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钒(VC)、碳化铬(Cr3C2)等。硬质粒子为氧化物时,硬质粒子例如为氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)等。硬质粒子为氮化物时,硬质粒子例如为氮化硅(Si3N4)。另外,硬质粒子并非是必须的,不含硬质粒子的加厚层也可形成于顶头主体101上。
加厚层102的厚度并无特别限定。优选的加厚层102的厚度为1~20mm、更优选为2~10mm。
[喷镀膜103]
喷镀膜103形成于加厚层102的表面上。如图6所示,喷镀膜103也形成于顶头主体101的表面中的、与形成有加厚层102的第1表面区域1011相比处于后方的第2表面区域1012上。在以后的说明中,根据需要将在加厚层102上形成的喷镀膜103称作第1喷镀区域1031、将在第2表面区域1012上形成的喷镀膜103称作第2喷镀区域1032。
如图6所示,加厚层102的表面与第2表面区域1012没有高低差地顺畅地连在一起。因此,第1喷镀区域1031与第2喷镀区域1032没有高低差地顺畅地连在一起。
喷镀膜103例如通过电弧喷镀、等离子喷镀、火焰喷镀、高速火焰喷镀等公知的喷镀法来形成。
喷镀膜103的材质并无特别限定。喷镀膜103的材质例如为金属、陶瓷、金属陶瓷等。
优选喷镀膜103含有由金属构成的金属基质和金属氧化物。金属氧化物例如为W氧化物、Ti氧化物、Fe氧化物等。更优选喷镀膜103含有由铁(Fe)构成的金属基质和铁氧化物。铁氧化物例如为Fe3O4或FeO等。此时,喷镀膜103例如通过对钢丝材料进行电弧喷镀来形成。
喷镀膜103具有高的隔热性,并且具有润滑性。顶头100中,由于喷镀膜103形成于加厚层102上,因此会抑制穿轧中从圆形钢坯BL介由加厚层102进入到顶头主体101的热量。因此,可抑制穿轧中的顶头主体101的温度上升、顶头主体101难以变形。结果是,在顶头100中难以发生图4所示的变形,会抑制熔损及烧熔的发生。
图6中,优选在顶头顶端形成的喷镀膜103的厚度T1为300~2000μm。另外,图6中,优选在加厚层102的锥形表面上形成的喷镀膜103的厚度T2为300~600μm。厚度T1及T2为上限以内时,喷镀膜103变得难以剥离。
如上所述,本实施方式的顶头100中,在加厚层102的锥形表面上形成的喷镀膜103难以剥离。因此,可以抑制从加厚层102向顶头主体101的热量输入。
加厚层102的锥形表面的纵截面形状可以是图6所示的直线状、也可以是其他的形状。例如,加厚层102的锥形表面的纵截面形状可以是具有1个或多个曲率的弓状,也可以是其他形状。
如图6所示,顶头100中,喷镀膜103不仅含有第1喷镀区域1031,还含有在第1喷镀区域1031的后方配置的第2喷镀区域1032。因此,喷镀膜103有效地对顶头100进行隔热。优选第2喷镀区域1032的顶端与第1喷镀区域1031的后端相邻。换而言之,第2喷镀区域1032从第1喷镀区域1031的后端向顶头100的后方延伸。此时,利用喷镀膜103获得的顶头100的隔热性进一步提高。
图6中,加厚层102仅形成于顶头主体101的前部中的顶端部分。然而,如图7所示,加厚层102可以与图6相比进一步向顶头100的后方延伸。进而,如图8所示,加厚层102可以形成于顶头主体101的除了后端面之外的整个表面上。
上述实施方式中,加厚层102将顶头100的顶端覆盖。然而,将顶头100用于延伸轧机时,加厚层102可以不将顶头100的顶端覆盖。其原因在于,延伸轧机中对作为原材料的中空原管进行轧制,因此原材料不会与顶头100的顶端接触。因此,例如如图9所示,加厚层102可以不覆盖顶头100顶端、而是在顶头100的前部中围绕中心轴CL以圆环状形成。
上述实施方式中,喷镀膜103将顶头100的除去后端面之外的整个表面覆盖。然而,喷镀膜103形成于加厚层102的至少一部分时,可一定程度地获得上述效果。然而,更优选喷镀膜103将加厚层102整体覆盖。此时,可以有效地抑制向加厚层102中的热量输入。另外,喷镀膜103可以不含有第2喷镀区域1032。此时也可以抑制向加厚层102的热量输入,从而可以抑制顶头主体101的温度上升。
上述实施方式中,加厚层102形成于顶头主体101的前部。加厚层102可以形成于顶头主体101的前部整体,也可以形成于前部的一部分。
[制造方法]
顶头100的制造方法的一个例子如下所述。
准备顶头主体101。接着,利用上述堆焊法在顶头主体101上形成加厚层102。优选使所形成的加厚层102的表面粗糙。例如,为了使加厚层102的表面粗糙、提高喷镀膜103的密合性,对加厚层102的表面实施喷丸处理。
接着,在加厚层102的表面和根据需要而成的第2表面区域1012上形成喷镀膜103(1031、1032)。例如,对钢丝材料进行电弧喷镀,形成喷镀膜103。通过以上的工序,制造顶头100。
实施例
准备表1所示的试验编号1~11的顶头。
[顶头]
表1中,试验编号1~11的顶头的顶头主体均是最大外径为77mm、全长为230mm的炮弹形状。顶头主体具有相当于JIS G4404(2006)中规定的合金工具钢钢材的化学组成。
试验编号1的顶头如图3所示,在顶头主体301的表面上具有氧化皮覆膜302。氧化皮覆膜302的厚度T1(顶头顶端位置处的厚度、参照图6)及厚度T2(锥形表面位置处的厚度、参照图6)均为500μm。本实施例中,锥形表面位置处的厚度T2定义为距离顶头顶端80mm的位置处的厚度。
试验编号2的顶头如图10所示,在顶头主体401的除了后端面以外的表面整体上具备铁及铁氧化物的喷镀膜402。喷镀膜402的厚度T1为1500μm、厚度T2为500μm。
试验编号3及4的顶头如图11所示,在顶头主体501的除了后端面以外的表面整体上具备加厚层502。加厚层的厚度为2mm。在加厚层的表面上未形成其他覆膜。
试验编号3的加厚层具有相当于ステライトNo.6的化学组成。试验编号4的加厚层含有相当于ステライトNo.6的化学组成的金属基质和以质量%计为50%的NbC。
试验编号5的顶头如图2所示,具备形成于顶头主体201的表面中的从顶端至后端50mm的范围内、厚度为5mm的加厚层202;和形成于从加厚层202的后端至顶头后端的顶头主体201的表面上、厚度T2为500μm的喷镀膜203。加厚层202的材质与试验编号4相同。
试验编号6及7如图8所示,具备在顶头主体101的除去后端面的表面上形成的加厚层102和在加厚层102的表面整体上形成的喷镀膜103。试验编号6及7的加厚层102的材质、喷镀膜103的材质如表1所示。试验编号6及7的加厚层102的厚度为2mm、喷镀膜的厚度T1及T2如表1所示。
试验编号8~10的顶头如图6所示,具备形成于顶头主体101的表面中的从顶端至后端50mm的范围内、具有5mm的厚度、表1所示材质的加厚层102;和形成于加厚层102及加厚层202的后端至顶头后端的顶头主体、表1所示材质的喷镀膜103。喷镀膜103的厚度T1及T2如表1所示。
试验编号11的顶头如图7所示,与试验编号8~10相比,加厚层102更长,形成于顶头主体的表面中的从顶头顶端至后端的100mm的范围内。如表1所示,其他构成与试验编号8~10相同。
上述试验编号的加厚层均利用PTA堆焊法来形成。上述试验编号的喷镀膜均利用电弧喷镀法来形成。
使用各试验编号的顶头,对实心的圆形钢坯进行穿轧。圆形钢坯的直径为65mm、长度为500mm。圆形钢坯的化学组成含有25%的Cr和50%的Ni,是所谓的高合金的化学组成。
每次对圆形钢坯进行单根穿轧时,观察顶头表面,目视观察有无熔损及烧熔。在确认到熔损及烧熔之前,对圆形钢坯进行单根或多根轧制。当熔损及烧熔的任一情况发生时,将发生熔损或烧熔时的轧制根数N减去1的根数(N-1根)定义为能够轧制的根数(以下称为道次数)。
[试验结果]
将试验结果示于表1。表1中的“状态”栏记载了试验结束时的顶头的表面状态。
表1中,试验编号6~11相当于本实施方式的顶头。试验编号6~11的顶头中,道次数高达3以上、示出优良的顶头寿命。特别是,当加厚层含有ステライト和NbC时,即便是道次数变成4,在顶头中也未观察到损伤,可获得优良的顶头寿命。
另一方面,在试验编号1中,在顶头表面上仅形成氧化皮,因此道次数少为1。在穿轧后的顶头中,顶头发生变形、顶端发生熔损。
试验编号2中道次数也低至2、穿轧后的顶头发生变形、顶端发生熔损。
试验编号3及4中,虽然在顶头表面整体上形成了加厚层,但道次数为1以下。试验编号3中,在顶头表面的后部发生烧熔、原材料后端不通过顶头而停止。另外,试验编号4中,顶端部发生熔损、除了顶端部以外的顶头表面上也发生了烧熔。认为:热量从原材料传递至加厚层,顶头顶端部的温度过度提高,结果发生了熔损。试验编号5中,道次数低至1、顶头发生变形、顶端发生熔损。认为这是由于,热量从原材料传递至加厚层,顶头顶端部的温度过度提高。
以上对本发明的实施方式进行说明,但上述实施方式只不过是用于实施本发明的示例。因此,本发明并非限定于上述实施方式、在不脱离其主旨的范围内可以适当变形地实施上述的实施方式。
符号说明
1 穿孔机
100、200、300 顶头
101、201、301、401、501 顶头主体
102、202、502 加厚层
103、203、402 喷镀膜
302 氧化皮覆膜

Claims (6)

1.一种热制管用顶头,其特征在于,其具备:
顶头主体;
在所述顶头主体的表面上围绕所述顶头主体的轴形成的加厚层;以及
形成于所述加厚层的表面上的喷镀膜。
2.根据权利要求1所述的热制管用顶头,其特征在于,
所述加厚层形成于所述顶头主体的前部的表面上,
所述加厚层含有锥形形状的表面,
所述喷镀膜形成于所述锥形形状的表面上。
3.根据权利要求1所述的热制管用顶头,其特征在于,所述喷镀膜将所述加厚层的表面整体覆盖。
4.根据权利要求1所述的热制管用顶头,其特征在于,
所述顶头主体的表面含有:
形成所述加厚层的第1表面区域;和
与所述第1表面区域相比处于所述顶头主体的后方的第2表面区域,
所述喷镀膜含有:
形成于所述加厚层的表面上的第1喷镀区域;和
形成于所述第2表面区域上的第2喷镀区域。
5.根据权利要求4所述的热制管用顶头,其特征在于,所述第2喷镀区域与所述第1喷镀区域相邻。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的热制管用顶头,其特征在于,所述加厚层将所述顶头主体的顶端覆盖。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108025338A (zh) * 2015-09-28 2018-05-11 新日铁住金株式会社 芯棒及其制造方法
CN109070159A (zh) * 2016-08-08 2018-12-21 新日铁住金株式会社 穿孔顶头的制造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014016502A1 (de) 2014-11-07 2016-05-12 Hua Guo Warmumformwerkzeug mit verstärkter Oxid-Schutzschicht
EP3257596B1 (en) * 2015-02-09 2019-10-02 Nippon Steel Corporation Method for producing plug
DE102021128128A1 (de) 2021-10-28 2023-05-04 Vallourec Deutschland Gmbh Lochdorn mit einer Lochdornnase zur Herstellung nahtloser Rohre
CN116393515B (zh) 2023-06-09 2023-08-04 太原理工大学 一种无缝金属复合管界面热力可控连续轧制设备及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57155720A (en) * 1981-02-27 1982-09-25 Illinois Tool Works Capacitor and method and device for producing same
JPS63203205A (ja) * 1987-02-17 1988-08-23 Sumitomo Metal Ind Ltd 穿孔機用プラグ
JPH0474848U (zh) * 1990-11-08 1992-06-30
JPH0866705A (ja) * 1994-08-26 1996-03-12 Sumitomo Metal Ind Ltd 熱間加工用複合被膜形成工具
JPH10306383A (ja) * 1997-03-07 1998-11-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 複合材及びその製造方法
CN101848777A (zh) * 2007-11-01 2010-09-29 住友金属工业株式会社 穿轧用顶头、该穿轧用顶头的再生方法以及该穿轧用顶头的再生设备列
CN102284777A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 上海宝钢设备检修有限公司 无缝钢管穿孔机顶头表面堆焊强化的方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2392821A (en) * 1944-01-22 1946-01-15 Haynes Sellite Company Metal-working tool
JPS5913924B2 (ja) * 1979-12-25 1984-04-02 日本鋼管株式会社 穿孔圧延機用芯金
JPS61286077A (ja) * 1985-06-12 1986-12-16 Nippon Steel Corp 鋼管圧延機用芯金
JPH0638975B2 (ja) 1986-02-06 1994-05-25 新日本製鐵株式会社 熱鋼片処理用溶射ロ−ル
JPS63282241A (ja) 1987-05-12 1988-11-18 Kawasaki Steel Corp 高Cr継目無鋼管穿孔用工具材料
JPS647147A (en) 1987-06-29 1989-01-11 Nec Corp Data processing device
JPH07147B2 (ja) 1988-06-13 1995-01-11 株式会社タカラ 音出し玩具
JPH0232843A (ja) 1988-07-22 1990-02-02 Toho Rayon Co Ltd 成形物中間体並びに成形物
JPH02224806A (ja) * 1989-02-28 1990-09-06 Nkk Corp 継目無し鋼管製造用プラグ
JP2508862B2 (ja) * 1989-12-25 1996-06-19 住友金属工業株式会社 熱間継目無管製造用プラグ
JPH048498A (ja) 1990-04-20 1992-01-13 Nec Kansai Ltd シート積層体の切断方法
JPH0474848A (ja) 1990-07-13 1992-03-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 熱間製管工具用鋼及び熱間製管工具
JP2940188B2 (ja) 1991-02-23 1999-08-25 住友金属工業株式会社 熱間製管工具及びその製造方法
JPH04279350A (ja) 1991-03-08 1992-10-05 Fuji Electric Co Ltd 記録ヘッドの異常装着検知装置
US5778714A (en) * 1995-05-19 1998-07-14 Nkk Corporation Method for manufacturing seamless pipe
JPH10180315A (ja) * 1996-12-27 1998-07-07 Kawasaki Steel Corp 継目無鋼管圧延用プラグおよび継目無鋼管の製造方法
JP2000033512A (ja) * 1998-07-16 2000-02-02 Toshiba Mach Co Ltd 超硬工具およびその表面処理方法
JP2005014558A (ja) 2003-06-30 2005-01-20 Toshiba Corp 積層金型の製造方法
WO2005087401A1 (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 継目無管の穿孔圧延用プラグ、継目無管の製造装置およびこれらを用いた継目無管の製造方法
JP5075575B2 (ja) * 2007-10-25 2012-11-21 エヌケーケーシームレス鋼管株式会社 高温加工用工具
UA97027C2 (uk) * 2007-11-01 2011-12-26 Сумитомо Мэтал Индастриз, Лтд. Прошивна і прокатна оправка, спосіб відновлення цієї прошивної і прокатної оправки і технологічна лінія для відновлення цієї прошивної і прокатної оправки
JP5169982B2 (ja) * 2009-03-03 2013-03-27 新日鐵住金株式会社 プラグ、穿孔圧延機、およびそれを用いた継目無管の製造方法
JP5365724B2 (ja) * 2012-04-24 2013-12-11 新日鐵住金株式会社 穿孔圧延用プラグの製造設備

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57155720A (en) * 1981-02-27 1982-09-25 Illinois Tool Works Capacitor and method and device for producing same
JPS63203205A (ja) * 1987-02-17 1988-08-23 Sumitomo Metal Ind Ltd 穿孔機用プラグ
JPH0474848U (zh) * 1990-11-08 1992-06-30
JPH0866705A (ja) * 1994-08-26 1996-03-12 Sumitomo Metal Ind Ltd 熱間加工用複合被膜形成工具
JPH10306383A (ja) * 1997-03-07 1998-11-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 複合材及びその製造方法
CN101848777A (zh) * 2007-11-01 2010-09-29 住友金属工业株式会社 穿轧用顶头、该穿轧用顶头的再生方法以及该穿轧用顶头的再生设备列
CN102284777A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 上海宝钢设备检修有限公司 无缝钢管穿孔机顶头表面堆焊强化的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108025338A (zh) * 2015-09-28 2018-05-11 新日铁住金株式会社 芯棒及其制造方法
CN108025338B (zh) * 2015-09-28 2019-11-05 日本制铁株式会社 芯棒及其制造方法
CN109070159A (zh) * 2016-08-08 2018-12-21 新日铁住金株式会社 穿孔顶头的制造方法

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Publication number Publication date
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EP2944387A4 (en) 2016-07-27
AR094371A1 (es) 2015-07-29
US9352370B2 (en) 2016-05-31

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