1.穿孔顶头的材料改进
目前国内生产普通碳钢管普遍采用3Cr2W8V和20Cr2Ni4W钢作为顶头材料。使用前,顶头经过氧化膜处理。不锈钢管生产中常用相基合金顶头,其高温氧化严重,需要不断的高温润滑。实践中发现,新型复合顶头是以3Cr2W8V钢为主体,再在顶头鼻端焊接耐热合金,形成新型复合顶头,效果良好。
2.改进顶头结构以及冷却和润滑条件。
顶头的壁厚应该合理。当顶头壁太薄时,其强度无法承受这种频率的复合应力,导致脆性开裂。而过厚的顶头内部水冷效果会明显减弱,导致顶头表面温度过高,粘钢。顶头的合理壁厚为顶头大直径的0.18-0.22倍。此外,顶头的鼻形和轧制段过渡凹部的喷水孔不仅改善了头部和工作段的冷却条件,而且不断更新氧化膜,将穿孔的高温金属与顶头金属隔开,从而起到隔热和润滑的作用。另外,保证冷却水压力在1.0 ~ 1.5 MPa以上,冷却效果好,可以延长顶头的使用寿命。
3.使用稀土铝合金延长穿孔顶头的使用寿命。
相关研究表明,在钢中添加少量稀土元素,可以提高钢的高温强度、塑性、耐磨性和疲劳寿命,还可以提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。
4.顶头的热处理
热处理工艺要达到两个目的:①顶头的基体组织为粒状贝氏体和少量马氏体。②高温氧化处理使插头表面形成一层深灰色、完整、光滑、致密的氧化膜,与顶头基体有良好的附着力。
5.轧制工艺对顶头使用寿命的影响
在轧制工艺和顶头形状的设计中,应注意提高轧制速度,减少顶头与管坯的接触时间。