精密无缝钢管冷拔模具的失效分析与表面改性
2021-11-30王振生
刘 军,王振生
(1.国网湖南省电力有限公司岳阳供电分公司,湖南 岳阳414000;2.湖南国生新材料科技有限公司,湖南 湘潭411201)
随着钢管工业的飞速发展,我国钢管在产量、品种、质量、生产技术及设备制造等方面都已达到了世界先进水平[1]。其中,经冷拔工艺制备的精密无缝钢管的品种、规格和数量不断增多[2]。冷拔模具是拉拔加工工艺中常用的易耗性模具,主要用于无缝钢管的管壁减薄和定径。在冷拔加工工艺中,模具费用约占加工费用的1/2,又由于模具的使用性能直接影响着无缝钢管的质量,因此,模具对于提高无缝钢管的产品质量以及降低生产成本具有重要作用[3-4]。
某钢管厂Φ406 mm无缝钢管冷拔工艺用镀Cr内模的使用寿命为100~150根/支,约为外模寿命的1/3,是制约钢管生产效率和质量的主要影响因素。因此,内模表面改性的研究具有重要意义。本文分析了某钢管厂Φ406 mm无缝钢管冷拔使用的内模的失效形式,并根据研究成果改进了内模,取得了良好的应用效果。
1 试验材料与试验方法
1.1 试验材料
在已失效的冷拔内模的变形区切取SEM(Scanning Electron Microscope,扫描电子显微镜)试样。选用Cr12MoV模具钢,热处理工艺为1 020℃淬火+550℃三次回火,切取20 mm×20 mm×10 mm的磨损样品,分别采用电镀工艺镀Cr以及采用等离子渗氮炉420℃等离子渗氮表面改性Cr12MoV模具钢。等离子渗氮工艺为:丙酮清洗后放置于LDM2-25型脉冲直流等离子渗氮炉中,通NH3进行渗氮处理,渗氮温度为420℃,渗氮时间为32 h,气压1 200 Pa。Cr12MoV镀Cr后,表面精磨至表面粗糙度Ra 0.6μm,Cr12MoV等离子渗氮后,表面抛光处理,经丙酮+酒精超声波清洗后烘干。……
