[发明专利]穿孔轧制用芯棒的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造无缝钢管的穿孔轧制机(以下，仅称为“穿孔机(piercer)”)中使用的穿孔轧制用芯棒(以下，仅称为“芯棒”)的制造方法，特别是涉及通过对芯棒的母材表面电弧喷镀以铁作为主要成分的喷镀线材而形成覆膜的穿孔轧制用芯棒的制造方法。

背景技术

无缝钢管可以通过曼内斯曼制管法而制造。该制管法包括如下步骤：

(1)通过穿孔机，将加热到规定温度的原材料(圆钢坯)进行穿孔轧制，成形为空心管坯(hollow shell)；

(2)通过拉伸轧制机(例如芯棒式无缝管轧机)对空心管坯进行拉伸轧制；

(3)通过定径轧制机(例如拉伸缩径轧机)，将拉伸轧制后的空心管坯定径轧制为规定的外径和壁厚。

在利用穿孔机的穿孔轧制中，可以使用芯棒作为穿孔用工具。该芯棒安装于芯轴的前端，对加热到1200℃左右高温的钢坯进行穿孔而暴露于高热且负荷高面压的恶劣的情况下。一般而言，芯棒以热作工具钢作为母材，为了保护该母材，通过预先热处理从而在母材表面形成氧化皮的覆膜，随即在穿孔轧制中使用。穿孔轧制时芯棒表面的氧化皮覆膜阻断从钢坯向芯棒母材的热传导，并且还起到防止钢坯与芯棒的烧结的作用。

这样的附氧化皮覆膜的芯棒随着重复进行穿孔轧制，氧化皮覆膜会逐步地磨耗。氧化皮覆膜发生磨耗时，由覆膜起到的隔热效果下降，因此在穿孔时芯棒的温度升高，容易发生芯棒母材的熔损、热变形。另外，氧化皮覆膜消失、芯棒母材与钢坯直接接触时，产生烧结，在钢管的内面产生瑕疵。因此，芯棒在失去覆膜时就不能使用了，从而达到寿命。

尤其在制造含有9％以上的Cr的含高Cr钢、Ni基合金、不锈钢这类由高合金钢构成的无缝钢管的情况下，在穿孔轧制时显著地引起芯棒表面的氧化皮覆膜的磨耗，芯棒寿命的下降变得显著。例如，不锈钢的穿孔中，芯棒表面的氧化皮覆膜经过2、3道次(连续穿孔次数)而发生磨耗，该芯棒达到寿命。因此，产生频繁更换芯棒的状况，钢管的制造效率低。因而，在制造高合金钢的无缝钢管的情况下，特别要求在穿孔轧制时提高芯棒寿命，由此使钢管的制造效率提高。

对于这样的要求，例如专利文献1中公开了一种芯棒，其中，作为在芯棒母材的表面所形成的覆膜，对芯棒母材的表面电弧喷镀铁线材而形成由Fe氧化物以及Fe构成的覆膜，从而代替利用热处理得到的氧化皮覆膜。该附电弧喷镀覆膜的芯棒由于芯棒表面的覆膜由Fe氧化物以及Fe构成，因此隔热性以及防烧结性优异，能够期待芯棒寿命的提高。

另外，在同一文献所公开的附电弧喷镀覆膜的芯棒中，覆膜中的Fe氧化物是通过由电弧喷镀使铁线材熔融且该熔融材料(Fe)在到达芯棒母材表面之前的飞行中发生氧化而生成的。因此，在电弧喷镀时，需要将自喷镀机至芯棒母材表面的喷镀距离增大至某种程度，从而充分地确保熔融材料飞行的时间(氧化的时间)，然而如果喷镀距离大的话，可产生未到达芯棒母材表面的熔融材料。其结果是时常有覆膜的形成时间变长，无法谋求芯棒的制造效率的提高。

另外，覆膜中的Fe氧化物的量有赖于熔融材料的氧化进行程度，因此存在无法成为所希望的量的担心，其结果是存在芯棒寿命变得不稳定的担心。从这些可见，在使芯棒的制造效率提高的同时稳定地得到芯棒寿命的提高的方面，尚有改善的余地，强烈寻求制造能够改善这些方面的穿孔轧制用芯棒。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4279350号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述问题而作出的，以在芯棒的母材表面电弧喷镀以铁作为主要成分的喷镀线材形成覆膜作为前提，其目的在于提供具有如下特性的穿孔轧制用芯棒的制造方法：

(1)能够提高芯棒的制造效率；

(2)能够稳定地提高芯棒寿命。

用于解决问题的方案

本发明的主旨如下。

一种穿孔轧制用芯棒的制造方法，其特征在于，所述芯棒在用于制造无缝钢管的穿孔轧制机中使用，

该穿孔轧制用芯棒的制造方法包括：

对芯棒的表面实施喷丸的喷丸工序，

对实施了喷丸的芯棒的母材表面电弧喷镀喷镀线材而形成覆膜的电弧喷镀工序；

在电弧喷镀工序中，使用铁颗粒以及氧化铁颗粒中至少氧化铁颗粒填充铁制管的内部而成的药芯焊丝作为喷镀线材进行电弧喷镀，形成由氧化铁和Fe构成的覆膜。