CN108456825A

CN108456825A - 一种热轧无缝钢管穿孔机用复合导板及其制造方法

Info

Publication number: CN108456825A
Application number: CN201810305796.XA
Authority: CN
Inventors: 袁厚之; 张凝; 刘行; 刘行一; 王平
Original assignee: 山东四方钢管设备制造有限公司
Current assignee: SHANDONG PROVINCE SIFANG TECHNICAL DEVELOPMENT CO LTD
Priority date: 2018-04-08
Filing date: 2018-04-08
Publication date: 2018-08-28
Anticipated expiration: 2038-04-08
Also published as: CN108456825B

Abstract

本发明属于热轧无缝钢管穿孔机生产用工模具技术领域，具体涉及一种热轧无缝钢管穿孔机用复合导板及其制造方法。本发明的主要特征是根据穿孔机导板的服役条件和磨损失效后的状况，设计一种双金属复合导板，即把导板分解为工作层和基体两部分，及使两部分金属产生冶金结合的铸造方法。本发明所述的热轧无缝钢管穿孔机用复合导板由耐高温、耐冲击、耐磨损、耐激冷激热的工作和高强度高韧性耐高温耐激冷激热的基体组成，更加符合穿孔机导板的服役条件要求，在使用中表现出优良的性能，另外，本发明采用了合金减量化设计，绿色环保，大大降低了生产成本和使用成本。

Description

一种热轧无缝钢管穿孔机用复合导板及其制造方法

技术领域

本发明属于热轧无缝钢管穿孔机生产用工模具技术领域，具体涉及一种热轧无缝钢管穿孔机用复合导板及其制造方法。

背景技术

我国拥有数量最多、规格最全最大的新型无缝钢管生产机组，从而成为世界第一钢管生产大国，产量占世界总产量的1/2。

热轧无缝钢管的生产工艺流程主要包括管坯加热、穿孔、轧制、定/减径、精整等基本工序。其中主要热变形工序为：穿孔、轧管和定/减径。

目前应用最广泛的穿孔设备是二辊斜轧穿孔机，在轧辊、导板和顶头的共同作用下，将温度为1100℃～1270℃的不同材质的实心管坯变成空心坯。穿孔工序可视为定型工序，即将轧件的圆形横截面定为圆环状横截面的工序。穿孔后毛管质量的好坏直接关系到下道工序及最终产品质量，要求保证穿制的毛管壁厚均匀、螺旋线浅、椭圆度小、几何尺寸精度高，同时要求毛管内外表面光滑，不得有结疤、折叠、划伤、裂纹、凹凸不平等缺口。

工作中导板是固定不动的，和旋转的轧辊、顶头一起完成无缝钢管轧制工作温度最高的热变形工序—穿孔。在穿孔过程中导板除导向作用外，还要限制横向变形，增加孔型的封闭性，同时还要承受温度在1100～1270℃红热钢坯的冲击、巨大压应力下的滑动摩擦以及冷却水的激冷作用，影响金属的运动学和动力学。与其它钢材生产中的导板单纯导向作用相比，无缝钢管穿孔机用导板的工作环境更加恶劣，要求导板具有耐高温、耐冲击、耐磨和耐激冷激热等性能。因此导板的质量与使用寿命直接影响到无缝钢管最终产品的成本和质量。

目前上述先进的无缝钢管生产机组使用的穿孔机导板，材质为引进德国的G-X50NiCrW4828铸造高镍导板，其主要的化学成分为：C：0.75～0.85％；Si：≤1.5％；Mn：≤0.5％；Cr：27.0～29.0％；Ni：49.0～51.0％；W：4.0～5.5％；其余为Fe。

存在的局限和不足是：

其化学成分表明属于镍基高温合金，合金含量大于83％，尤其使用了大量的贵金属—镍，因而造价昂贵，如国内引进的一条Ф460mm无缝钢管机组，导板单重为450kg/件，一次同时使用2件，轧制不同规格普通材质钢管时使用寿命为2000～3000支，按目前市场价格计算，年消耗导板价值高达2000～2500万元人民币，如果直接使用进口产品就更贵了，因此成为生产企业极重的负担。

G-X50NiCrW4828属铸造镍基高温合金，镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金，镍基合金中可以溶解较多的合金元素，且能保持较好的稳定性。G-X50NiCrW4828较高的碳含量形成了一定数量的碳化物，在一定程度上增加了强度和耐磨性，但其宏观硬度却偏低，一般在220HBS左右，因此耐磨性也不高。铬主要起抗氧化和抗腐蚀作用。钨具有固溶强化作用，但钨也有降低抗高温氧化性能的作用，WO₃具有低熔点和高挥发性，从而使抗氧化能力变坏。在轧制合金管如15CrMo、L-360抗硫管线管等时，极易出现粘钢、开裂，开裂是由表面龟裂加深造成部分脱落甚至断裂，造成钢管表面被划伤而影响钢管的质量，尤其是在轧制超级13Cr合金管时，表现的极不适应，一般在轧制3～5支钢管就失效，造成生产成本极高而效率极低。

传统机组使用的低镍高铬铸铁穿孔机导板，其成分为：C：1.6～2.0％；Si：0.3～0.6％；Mn：0.3～0.6％；P、S：≤0.05％；Cr：25～30％；Ni：3.0～5.0％，其余为Fe。镍含量较低。在实际使用中表现出高温耐磨性能和抗热裂性能差，在断续进行水冷却时易裂甚至断开，轧制不同规格普通材质钢管时使用寿命在1～2个班次就需报废更换。在传统机组使用铸造G-X50NiCrW4828高镍导板轧制普管，可有效地提高使用寿命和生产效率，并使传统机组轧制高钢级钢管成为可能，但生产成本也因此大幅增加。

由于G-X50NiCrW4828合金含量很高，基于成本价格因素，多数导板生产采用回收旧导板重熔的方法，一般很少添加新料，随着重熔次数的增加，碳化物组织遗传效应减弱，力学性能下降，导致导板使用性能下降。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为热轧无缝钢管生产提供了一种穿孔机用复合导板，以及提供一种简单实用又能够保证质量的制备方法，同时提供耐高温耐冲击耐磨损耐激冷激热的导板工作层，和高强度高韧性耐高温耐激冷激热的导板基体。本发明的技术方案如下：

穿孔机导板的外观形状示意见附图1，其工作面为多个参数形成的复杂曲面。导板使用失效后的实际磨损量不大，一般磨损量为导板重量的2～5％，继续磨损就会造成穿制的毛管外径尺寸超差。磨损最严重的部位在轧制中心线与工作面纵向中心线相交处，向外扩展部位磨损呈逐渐变浅的状态，穿孔机导板的磨损失效情况示意见附图2和附图3。

本发明的主要特征是根据穿孔机导板的服役条件和磨损失效后的状况，设计一种双金属复合导板，即把导板设计分解为工作层和基体两部分，及使两部分金属产生冶金结合的铸造方法。根据穿孔机导板的服役条件要求工作层应具备耐高温、耐冲击、耐磨损、耐激冷激热的性能，基体应具备高强度、高韧性、耐高温、耐激冷激热的性能，因此导板的工作层和基体采用两种金属材料复合制造是合理的，尤其是Ф460轧管机组的穿孔机导板，单重都很大，都大于300kg/件，Ф720热扩机组的导板单重达2000kg/件。

所述的工作层通过粒子强化剂对工作层母液强化获得，以质量百分比计，其工作层母液组成为：C：0.06％～0.08％，Si：≤1.00％，Mn：≤0.60％，P、S：≤0.03％；Cr：25.00％～27.00，Ni：19.00％～21.00％，Mo：1.00％～1.50％，Al：0.20％～0.50％，Nb：0.10％～0.15％，Zr：0.08％～0.12％，其余为Fe。粒子强化剂包括强化粒子和活性湿润剂，强化粒子与活性润湿剂的质量比为1:1。强化粒子为碳化钨，碳化钛和碳化硼中的至少一种，强化粒子的加入量是导板工作层设计重量的10～15％，活性湿润剂为Ni粉。当同时采用强化粒子碳化钨，碳化钛和碳化硼的二种或三种时，按相同重量加入。将所述强化粒子、活性湿润剂按1:1的比例均匀混合压制成直径为3～5mm的小块，例如球形，即为粒子强化剂。

所述的基体，以质量百分比计，其组成为C：0.08％～0.12％，Si：1.00％～1.50％，Mn：≤0.60％，P、S：≤0.03％；Cr：8.00％～10.00％，Ni：1.00％～3.00％，Al：0.20％～0.50％，Nb：0.10％～0.15％，Zr：0.08％～0.12％，其余为Fe。

针对本发明所述的导板，本发明还提供了相应的铸型设计和复合铸造工艺。

所述的铸型设计方向为工作曲面向下。铸型为单下型和双上型的分别组合；所述的双上型分为第一上型和第二上型；当下型与第一上型组合时，型腔为导板工作层铸造型腔；当下型与第二上型组合时，型腔为导板基体铸造型腔。

所述的型腔内各面都要刷涂铸造涂料，所述单下型的导板工作面部位刷涂的铸造涂料中添加5wt％～8wt％的碲粉。

铸造之前，依据导板的相关尺寸及磨损失效情况，将导板设计分解成工作层和基体两部分，具体方法是：按照导板在轧制中心线与工作面纵向中心线相交部位的最大磨损量，根据导板的大小再加上15mm～30mm，找出一条与导板底面平行的轴线，按照与轧制中心线相同曲率进行旋转，得到一个曲面，即导板工作层和基体的设计分割曲面，将导板分割为工作层和基体两部分，获得导板工作层的设计尺寸以及重量。分割示意见附图4。依据导板工作层的设计尺寸进一步设计出导板工作层铸造型腔的尺寸，为保证工作层凝固后的有效尺寸，所述的导板工作层铸造型腔要比工作层设计尺寸加厚，具体是型腔两侧高度为导板工作层横向两侧设计厚度的1.1-1.2倍，型腔中间高度为导板工作层横向中间设计厚度的1.4-1.5倍。

铸造时，工作层金属母液和基体熔液分别同时冶炼，一般采用中频感应电炉进行。

其具体步骤为：

(1)将强化粒子和活性湿润剂桉照1:1的比例充分混合均匀，然后压制成粒子块，即为粒子强化剂，备用；

(2)将工作层金属母液和基体熔液分别同时冶炼，在冶炼工作层母液同时将粒子强化剂预热至350～400℃，出钢前10-15min加入预热好的粒子强化剂进行强化，冶炼完成后浇入第一上型与单下型形成的型腔中，形成导板工作层坯型；

(3)当导板工作层坯型凝固冷却至800-900℃时，迅速移开第一上型，换上第二上型，固定密封好后浇入基体熔液，等铸件冷却至常温后开型清理，去除应力回火，修磨，加工，使其符合图纸要求，成为成品。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明所述的热轧无缝钢管穿孔机用复合导板由耐高温、耐冲击、耐磨损、耐激冷激热的工作和高强度高韧性耐高温耐激冷激热的基体组成，更加符合穿孔机导板的服役条件要求，因此在使用中表现出优良的性能，尤其在轧制超级13Cr合金管时寿命提高十几倍，也避免了轧制合金管如15CrMo、L-360抗硫管线管时出现粘钢、开裂的缺陷。由于本发明采用了合金减量化设计，节约了大量贵重金属，绿色环保，大大降低了生产成本和使用成本。双金属复合铸造方法简捷实用，使工作层和基体实现冶金结合，充分满足使用需求。

附图说明

图1是穿孔机导板外观形状示意图，上曲面为工作面，其中1为管坯入口，2为轧制中心线，3为管坯出口。

图2是穿孔机导板磨损部位示意图。

图3是穿孔机导板磨损深度剖面示意图。

图4是本发明设计将穿孔机导板分解为两部分，其中4是工作层，5是基体。

图5是本发明所述导板工作层铸型纵向剖面示意图，其中6是单下型，7-1是第一上型，8是导板工作层4的铸造型腔，9是铸型密封剂，10是导板工作层4的铸造型腔上曲面，11是导板工作层4和基体5的设计分割曲面，12是导板工作层4的铸造型腔下曲面，即导板工作面。

图6是本发明所述导板工作层铸型横向剖面示意图，其中6是单下型，7-1是第一上型，8是导板工作层4的铸造型腔，9是铸型密封剂，10是导板工作层4的铸造型腔上曲面，11是导板工作层4和基体5的设计分割曲面，12是导板工作层4的铸造型腔下曲面，即导板工作面，13是温度测试器。

图7是本发明所述复合导板铸型纵向剖面示意图，其中4是工作层(已凝固)，6是单下型，7-2是第二上型，9是铸型密封剂，14是导板基体5的铸造型腔。

图8是本发明穿孔机导板复合铸型横向剖面示意图，其中4是工作层(已凝固)，6是单下型，7-2是第二上型，9是铸型密封剂，14是导板基体5的铸造型腔。

具体实施方式

以下参照本发明的设计思想，示例性实施例并结合附图对本发明作如下详细说明。

首先根据导板的相关尺寸及磨损失效情况，将导板设计分解成工作层4和基体5两部分，如图4所示，工作层的厚度应根据导板的大小使其比导板的实际磨损厚15mm～30mm，这样可以保证工作层能够充分满足使用需求。

为使工作层具备耐高温、耐冲击、耐磨损、耐激冷激热的性能，所述的工作层通过粒子强化剂对工作层母液强化获得。以质量百分比计，其工作层母液组成为：C：0.06％～0.08％，Si：≤1.00％，Mn：≤0.60％，P、S：≤0.03％；Cr：25.00％～27.00，Ni：19.00％～21.00％，Mo：1.00％～1.50％，Al：0.20％～0.50％，Nb：0.10％～0.15％，Zr：0.08％～0.12％，其余为Fe。所述的粒子强化剂包括强化粒子和活性湿润剂。强化粒子为碳化钨，碳化钛和碳化硼中的至少一种，强化粒子的加入量是导板工作层设计重量的10～15％，活性湿润剂为Ni粉，强化粒子与活性湿润剂的质量比为1:1，。当同时采用强化粒子碳化钨，碳化钛和碳化硼的二种或三种时，按相同重量加入。将所述强化粒子、活性湿润剂按1:1的比例均匀混合压制成直径为3～5mm的小块，即为粒子强化剂。

所述的基体，以质量百分比计，其组成为：C：0.08％～0.12％，Si：1.00％～1.50％，Mn：≤0.60％，P、S：≤0.03％；Cr：8.00％～10.00％，Ni：1.00％～3.00％，Mo：0.40％～0.60％，Al：0.20％～0.50％，Nb：0.10％～0.15％，Zr：0.08％～0.12％，其余为Fe。基体不与高温管坯接触，在导板断续工作间隙还受到冷却水的冷却作用，因此基体在工作时温升不高，本发明设计的基体性能完全能够满足导板服役条件的要求，比G-X50NiCrW4828大幅降低了合金元素的含量和成本。

本发明设计的合金减量化设计复合导板，满足了需求，也产生了绿色环保的效果。

参看图4，本发明所述的铸型设计方向为工作面向下。所述的铸型为单下型6和双上型7-1、7-2的分别组合，当单下型6与第一上型7-1组合时，型腔8为导板工作层铸造型腔，如图5、图6所示，其中11是导板工作层4和基体5的设计分割曲面，为保证工作层凝固后的有效尺寸，所述的导板工作层铸造型腔要比工作层设计尺寸加厚，具体是型腔两侧高度为导板工作层横向两侧设计厚度的1.1-1.2倍，型腔中间高度为导板工作层横向中间设计厚度的1.4-1.5倍，即：如图6所示，工作层4的铸造型腔上曲面10的两边高度按11到型腔底部长度的1.1～1.2倍设置，10的中间部分高度按11到型腔底部长度的1.4～1.5倍设置。

当单下型6与第二上型7-2组合时，型腔13为导板除去工作层后剩余部分即基体铸造型腔，如图7、图8所示。

在单下型6的导板工作面12部位刷涂的铸造涂料中添加5wt％～8wt％的碲粉。

冶炼、铸造：

工作层金属母液和基体熔液分别同时冶炼，一般采用中频感应电炉进行。

在冶炼工作层母液同时将粒子强化剂预热至350～400℃，出钢前10-15min加入预热好的粒子强化剂进行强化，冶炼完成后浇入第一上型与单下型形成的型腔中，形成导板工作层坯型。当工作层凝固到一定程度时，即温度测试器13显示温度为800℃～900℃时，迅速移开第一上型7-1，换上第二上型7-2，上下型之间设有密封剂9，上下型之间设有定位和固定装置，固定好后浇入基体熔液，等铸件冷却至常温后开型清理。然后进行去除应力回火，最后进行导板工作面的修磨和其它部位机械加工，使其符合图纸要求，成为成品。

本发明设计的工作层母液比G-X50NiCrW4828，大幅降低了合金元素的含量，低碳设计提高了材料的热强性、可焊性和冷变形工艺性能，同时使得铬、镍、钼等基本以固溶体形式存在，镍是奥氏体稳定化元素，铬提高抗高温氧化性、耐蚀性、持久强度和蠕变抗力，铬、硅、铝可提高抗氧化性能，钼提高热强性和再结晶温度，消除回火脆性，降低热脆性，铌是强碳化物形成元素，阻止铬、钼碳化物的生成，使其溶入固溶体，铌碳化物以弥散颗粒分布，阻止滑移变形过程的进行和碳化物聚集长大，阻止晶粒长大，从而细化组织，少量的锆即可有效地提高强度和硬度，强化粒子的加入有效的提高了耐磨性。碲是一种介于金属和非金属之间的过渡元素，当碲加入熔化的金属液中，可激起剧烈反应，促使金属液在很短的时间内去氧完毕，使金属液急剧冷却，凝固速度大大加快，从而阻止石墨化、细化晶粒，获得致密的铸件，从而进一步提高了导板工作层的耐高温、耐冲击、耐磨损、耐激冷激热性能。在使用中显示出优于G-X50NiCrW4828导板的使用性能，尤其是轧制合金管如15CrMo、L-360抗硫管线管、轧制超级13Cr合金管时，表现出很高的使用寿命，可比G-X50NiCrW4828导板的使用寿命提高5～10倍，同时有效的避免了粘钢、开裂等缺陷的发生，保障了生产，提高了效率，节约了贵重金属，降低了成本。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

参照附图1、4、5、6、7和8，本实施例为Ф250导板，导板重量为每件108kg。实际使用磨损最多的部位于轧制中心线2处，一般最多磨损量为10～12mm。

首先根据导板的相关尺寸及磨损失效情况，将导板设计分解成工作层4和基体5两部分，如图4所示，工作层的厚度最大处为轧制中心线2处，设计为31mm。工作层4设计重量为30kg。在实际制造第一上型7-1的工作层4的铸造型腔上曲面10时，横向两边高度按导板工作层4和基体5的设计分割曲面11到型腔底部长度的1.1倍设置，横向中间部分高度按导板工作层4和基体5的设计分割曲面11到型腔底部长度的1.4倍设置。以此为依据设计制造出铸型单下型6、第一上型7-1和第二上型7-2。在单下型6的导板工作面12部位刷涂的铸造涂料中添加5.5wt％的碲粉。

粒子强化剂选用碳化钨粉末和镍粉制作，质量比为1︰1，碳化钨加入量为工作层铸件重量的10％。将碳化钨粉末和镍粉充分混合，压制成直径为3mm左右的小块待用。

使用2台中频感应电炉同时冶炼工作层母液和基体熔液，控制好时间，使2炉基本同时出钢。冶炼同时加热粒子强化剂至380℃并保温，当工作层母液出钢前10min加入预热好的粒子强化剂进行强化，冶炼完成后浇入单下型6和第一上型7-1组成的铸型。当温度测试器13显示温度为900℃时，迅速移开第一上型7-1，换上第二上型7-2，上下型之间设有密封剂9，上下型之间设有定位和固定装置，固定好后浇入基体熔液，等铸件冷却至常温后开型清理。

然后进行去除应力回火，最后进行导板工作面的修磨和其它部位机械加工，使其符合图纸要求，成为成品。

以质量百分比计，本实施例导板工作层母液组成：C：0.06％，Si：0.82％，Mn：0.58％，P：0.019％，S：0.020％；Cr：25.42％，Ni：20.18％，Mo：1.06％，Al：0.33％，Nb：0.11％，Zr：0.09％，其余为Fe。基体组成为：C：0.11％，Si：1.48％，Mn：0.56％，P：0.021％，S：0.02％；Cr：8.10％，Ni：1.22％，Mo：0.42％，Al：0.23％，Nb：0.14％，Zr：0.08％，其余为Fe。工作面硬度：HRC42.3。经实际装机试用，轧制同样规格普碳钢钢管的使用寿命是低镍高铬铸铁穿孔机导板的3倍，是G-X50NiCrW4828铸造高镍导板1.5倍。

制造本实施例导板每吨可比G-X50NiCrW4828铸造高镍导板节约171kg金属铬、435kg镍、50kg钨。

实施例2

参照附图1、4、5、6、7和8，本实施例为Ф300导板，导板重量为每件290kg。实际使用磨损最多的部位于轧制中心线2处，一般最多磨损量为13～15mm。

首先根据导板的相关尺寸及磨损失效情况，将导板设计分解成工作层4和基体5两部分，如图4所示，工作层的厚度最大处为轧制中心线2处，设计为40mm。工作层4设计重量为42kg。在实际制造第一上型7-1的工作层4的铸造型腔上曲面10时，横向两边高度按导板工作层4和基体5的设计分割曲面11到型腔底部长度的1.15倍设置，横向中间部分高度按导板工作层4和基体5的设计分割曲面11到型腔底部长度的1.45倍设置。以此为依据设计制造出铸型单下型6、第一上型7-1和第二上型7-2。在单下型6的导板工作面12部位刷涂的铸造涂料中添加6.5％的碲粉。

粒子强化剂选用碳化钨粉末、碳化钛粉末和镍粉制作，质量比为1︰1︰2，碳化钨、碳化钛加入量为工作层铸件重量的12％。将碳化钨粉末、碳化钛粉末和镍粉充分混合，压制成直径为4mm左右的小块待用。

使用2台中频感应电炉同时冶炼工作层母液和基体熔液，控制好时间，使2炉基本同时出钢。冶炼同时加热粒子强化剂至400℃并保温，当工作层母液出钢前15min加入预热好的粒子强化剂进行强化，冶炼完成后浇入单下型6和第一上型7-1组成的铸型。当温度测试器13显示温度为870℃时，迅速移开第一上型7-1，换上第二上型7-2，上下型之间设有密封剂9，上下型之间设有定位和固定装置，固定好后浇入基体熔液，等铸件冷却至常温后开型清理。

以质量百分比计，本实施例导板工作层母液组成：C：0.07％，Si：0.63％，Mn：0.47％，P：0.019％，S：0.023％；Cr：26.51％，Ni：19.88％，Mo：1.26％，Al：0.41％，Nb：0.13％，Zr：0.10％，其余为Fe。基体组成为：C：0.09％，Si：1.03％，Mn：0.58％，P：0.020％，S：0.023％；Cr：9.20％，Ni：2.10％，Mo：0.47％，Al：0.31％，Nb：0.10％，Zr：0.09％，其余为Fe。工作面硬度：HRC43.2。经实际装机试用，轧制同样规格15CrMo、L-360抗硫管线管时未出现粘钢、开裂等问题，使用寿命是是G-X50NiCrW4828铸造高镍导板2倍。

制造本实施例导板每吨可比G-X50NiCrW4828铸造高镍导板节约180kg金属铬、453kg镍、50kg钨。

实施例3

参照附图1、4、5、6、7和8，本实施例为Ф370导板，导板重量为每件450kg。实际使用磨损最多的部位于轧制中心线2处，一般最多磨损量为17～20mm。

首先根据导板的相关尺寸及磨损失效情况，将导板设计分解成工作层4和基体5两部分，如图4所示，工作层的厚度最大处为轧制中心线2处，设计为50mm。工作层4设计重量为90kg。在实际制造第一上型7-1的工作层4的铸造型腔上曲面10时，横向两边高度按导板工作层4和基体5的设计分割曲面11到型腔底部长度的1.2倍设置，横向中间部分按导板工作层4和基体5的设计分割曲面11到型腔底部长度的1.5倍设置。以此为依据设计制造出铸型单下型6、第一上型7-1和第二上型7-2。在单下型6的导板工作面12部位刷涂的铸造涂料中添加8％的碲粉。

粒子强化剂选用碳化钨粉末、碳化钛粉末、碳化硼粉末和镍粉制作，质量比为1︰1︰1︰3，碳化钨、碳化钛、碳化硼加入量为工作层铸件重量的15％。将碳化钨粉末、碳化钛粉末、碳化硼粉末和镍粉充分混合，压制成直径为5mm左右的小块待用。

使用2台中频感应电炉同时冶炼工作层母液和基体熔液，控制好时间，使2炉基本同时出钢。冶炼同时加热粒子强化剂至390℃并保温，当工作层母液出钢前10min加入预热好的粒子强化剂进行强化，冶炼完成后浇入单下型6和第一上型7-1组成的铸型。当温度测试器13显示温度为820℃时，迅速移开第一上型7-1，换上第二上型7-2，上下型之间设有密封剂9，上下型之间设有定位和固定装置，固定好后浇入基体熔液，等铸件冷却至常温后开型清理。

以质量百分比计，本实施例导板工作层母液组成：C：0.08％，Si：0.94％，Mn：0.59％，P：0.017％，S：0.021％；Cr：26.83％，Ni：20.86％，Mo：1.47％，Al：0.48％，Nb：0.13％，Zr：0.10％，其余为Fe。基体组成为：C：0.09％，Si：1.03％，Mn：0.58％，P：0.020％，S：0.023％；Cr：9.60％，Ni：2.82％，Mo：0.53％，Al：0.31％，Nb：0.10％，Zr：0.09％，其余为Fe。工作面硬度：HRC45.6。经实际装机试用，轧制同样规格超级13Cr合金管时未出现粘钢、开裂等问题，使用寿命是是G-X50NiCrW4828铸造高镍导板10倍。

制造本实施例导板每吨可比G-X50NiCrW4828铸造高镍导板节约169kg金属铬、436kg镍、50kg钨。

本发明的上述实施例均已经过实际试用。其实际应用的效果和数据对比说明，采用本发明的制造方法所制复合穿孔机导板具有耐高温、耐冲击、耐磨损、耐激冷激热的性能，使用性能均比现有G-X50NiCrW4828铸造高镍导板有了很大提高，使用寿命有很大的提高，进而降低了生产和维修成本，提高了生产效率。同时，本发明节约了大量的铬、镍、钨等贵重金属材料，绿色环保，产生了良好的经济效益以及社会效益。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明设计思想的范围内，可以进行各种变形和修改，这些变化和修改均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种热轧无缝钢管穿孔机用复合导板，其特征在于：所述的导板分为工作层和基体两部分；

所述的工作层通过粒子强化剂对工作层母液强化获得；以质量百分比计，其工作层母液组成为：C：0.06％～0.08％，Si：≤1.00％，Mn：≤0.60％，P、S：≤0.03％；Cr：25.00％～27.00，Ni：19.00％～21.00％，Mo：1.00％～1.50％，Al：0.20％～0.50％，Nb：0.10％～0.15％，Zr：0.08％～0.12％，其余为Fe；

所述的基体，以质量百分比计，其组成为：C：0.08％～0.12％，Si：1.00％～1.50％，Mn：≤0.60％，P、S：≤0.03％；Cr：8.00％～10.00％，Ni：1.00％～3.00％，Al：0.20％～0.50％，Nb：0.10％～0.15％，Zr：0.08％～0.12％，其余为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种热轧无缝钢管穿孔机用复合导板，其特征在于：所述的粒子强化剂包括强化粒子和活性湿润剂，强化粒子与活性湿润剂的质量比为1:1，强化粒子的加入量为导板工作层设计重量的10～15％。

3.根据权利要求1所述的一种热轧无缝钢管穿孔机用复合导板，其特征在于：所述的强化粒子为碳化钨，碳化钛和碳化硼中的至少一种，当同时采用强化粒子碳化钨，碳化钛和碳化硼的二种或三种时，按相同重量加入。

4.一种制备权利要求1所述的复合导板的铸型，其特征在于：铸型设计方向为工作面向下；所述的铸型为单下型和双上型的分别组合；所述的双上型分为第一上型和第二上型；当单下型与第一上型组合时，型腔为导板工作层铸造型腔；当单下型与第二上型组合时，型腔为导板基体铸造型腔。

5.根据权利要求4所述的一种制备权利要求1所述的复合导板的铸型，其特征在于：所述单下型的导板工作面部位刷涂的铸造涂料中添加5wt％～8wt％的碲粉。

6.根据权利要求4所述的一种制备权利要求1所述的复合导板的铸型，其特征在于：所述的导板工作层铸造型腔两侧高度为导板工作层横向两侧设计厚度的1.1-1.2倍，所述的导板工作层铸造型腔中间高度为导板工作层横向中间设计厚度的1.4-1.5倍。

7.一种热轧无缝钢管穿孔机用复合导板的制备方法，其特征在于：其具体步骤为：

(3)当导板工作层坯型凝固冷却至800-900℃时，迅速移开第一上型，换上第二上型，固定好后浇入基体熔液，等铸件冷却至常温后开型清理，去除应力回火，修磨，加工，使其符合图纸要求，成为成品。