CN209272141U - 一种双金属复合导板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双金属复合导板，该复合导板设置为工作层(1)和基体(2)两部分，复合导板工作层(1)的表面上设置有下凹曲面和横向凸起线(3)，工作层(1)的底面上设置有凸起曲面(4)和上凹曲面(5)；复合导板基体(2)的表面上设置有与工作层(1)相配合的下凹曲面台阶(6)和曲面凹槽(7)，复合导板的工作层(1)安装于基体(2)上，工作层(1)和基体(2)两者采用不同材质,形成双金属复合导板；本实用新型采用两种不同材质和更加合理的双金属复合导板结构，在保证使用性能的条件下，可以大量节约合金材料用量，既能满足使用性能的要求，又保证了其使用寿命。

Description

一种双金属复合导板

技术领域

本实用新型涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种热轧无缝钢管穿孔机用双金属复合导板。

背景技术

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。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。导板通常在工作中是固定不动的，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穿孔热变形工序。在穿孔过程中导板除导向作用外，还要限制钢管的横向变形，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，以及在巨大压应力下的滑动摩擦以及冷却水的激冷作用。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。

目前生产中导板的消费价值很高。主要原因一是导板采用的材质为镍基合金价格昂贵；二是在于导板的结构设计上，其报废磨损的主要部位是在导板轧制中心线位置。当磨损到管坯尺寸即将超差时导板即行报废，一般磨损失重仅为小于等于导板重量的5％。再者基于镍基合金价格昂贵，多数导板生产采用回收重熔报废导板的方法，随着重熔次数的增加，导板中的碳化物组织遗传效应减弱，力学性能下降，导致导板使用寿命降低，消耗量增加。

实用新型内容

本实用新型针对导板现有技术中存在的问题和不足，提出一种从结构上和材质上改进的双金属复合导板。本实用新型采用两种不同材质和更加合理的结构构成，在保证使用性能的条件下，可以大量节约合金材料用量，既能满足使用性能的要求，又保证了其使用寿命。

本实用新型根据导板的磨损失效情况对导板的结构进行了改进，并且进行材质的优选选择。本实用新型采用以下技术方案：首先将复合导板的结构组成设计分解为工作层1和基体2两部分，其显著特点在于：

本实用新型复合导板的工作层1表面整体沿长度方向设置为下凹曲面，在工作层1所述下凹曲面上设置有一逐渐高于整体下凹曲面的横向凸起线3；所述工作层1底面的中部设置有与工作层1表面所述下凹曲面平行的凸起曲面4，在工作层1底面所述凸起曲面4的两边设置有与所述工作层1表面所述下凹曲面平行的上凹曲面5；

复合导板的基体2表面沿长度方向设置有与所述工作层1两边设置的上凹曲面5相配合的下凹曲面台阶6，以及设置有与所述工作层1所述凸起曲面4相配合的中部曲面凹槽7，所述基体2表面所述下凹曲面台阶6的前后还分别设置有低于曲面台阶6的平面部分；

复合导板的工作层1安装于基体2上，工作层1和基体2两者采用不同材质,形成本实用新型的双金属复合导板。

本实用新型复合导板的工作层1表面上的凸起线3为生产中的轧制中心线，该凸起线3将复合导板的工作层1分为进口段、轧制中心线段和出口段三部分。工作层上的下凹曲面，以及分为进口段、轧制中心线段和出口段三部分均是根据材料的行进方向以及与复合导板接触的先后所设置。

本实用新型复合导板的基体2的底面根据与其配合的部件设置为倒三角或平面或其它形状。复合导板的工作层1和基体2在装配时其结合面采用耐热金属胶粘结，其结合面侧面采用焊接固定。本实用新型复合导板的工作层1采用镍基合金材质，基体2采用耐热钢材质。

本实用新型双金属复合导板的工作层1采用镍基合金材质，基体2采用耐热钢材质，而复合导板工作层的重量所占整体导板重量的比例很小，基体耐热钢的合金含量相对很低，因此可以节约大量合金材料，尤其是贵重金属镍。本实用新型在报废后还可以将两部分分离，对基体表面修整后再用。因此，可以大大降低制造及使用成本，节能节材，绿色环保。

附图说明

图1是复合导板的整体结构示意图；其中1是工作层，2是基体；

图2是复合导板工作层的结构示意图，其中：3是凸起线3，即导板的轧制中心线段，凸起线3左边的下凹曲面为进口段，凸起线3右边的下凹曲面为出口段，4是工作层底面的凸起曲面，5是凸起曲面4两边的上凹曲面；

图3是复合导板基体的结构示意图，其中：6是设置在基体2表面两边的下凹曲面台阶6，7是设置在基体2表面中部的曲面凹槽。

具体实施方式

以下参照附图以及示例性实施例对本发明进行详细说明。以下附图中所示出的是优选实施例。为了清楚地说明本发明，附图中的结构尺寸和区域范围可能被放大或夸张，或者有些图形结构在文字说明清楚明了的情况下没有示出。但这些优选实施例和结构的大小并不限定本发明。

本发明的设计思想是根据现有导板在实际使用中的磨损失效情况，以及在使用中所存在的问题和不足而提出的从结构上和材质上进行改进的双金属复合导板。本实用新型采用两种不同材质和更加合理的复合结构构成，在保证使用性能的条件下，可以大量节约合金材料用量，既能满足使用性能的要求，又增加和保证了其使用寿命。

参照图1至图3，本实用新型的技术方案是将复合导板的结构组成设计分解为工作层和基体两部分，其工作层1安装于基体2上，工作层1和基体2两者采用不同材质,形成本实用新型的双金属复合导板。在实际生产中，其工作层的厚度根据导板的大小使其比导板的实际磨损厚15mm～30mm，可以保证工作层能够充分满足使用需求。

本实用新型复合导板工作层1的材质采用镍基合金材质，其主要成分为：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；或者采用G-X50NiCrW4828型号材质。本实用新型复合导板基体2采用的耐热钢材质为1Cr5Mo或4Cr9Si2等。

参照图2，本实用新型复合导板的工作层1表面整体沿长度方向设置为下凹曲面，在工作层1所述下凹曲面上设置有一逐渐高于整体下凹曲面的横向凸起线3，该凸起线3为生产中的轧制中心线。根据材料的行进方向以及与复合导板接触的先后所设置，该凸起线3将复合导板工作层1上的下凹曲面分为进口段、轧制中心线段和出口段三部分。

本实用新型复合导板工作层1底面的中部设置有与工作层1表面所述下凹曲面平行的弯曲状凸起曲面4，凸起曲面4的纵向长度及部位是对应导板工作面磨损最严重的部位。在工作层1底面所述凸起曲面4的两边设置有与所述工作层1表面所述下凹曲面平行的上凹曲面5。

参照图1至图3，本实用新型复合导板的基体2表面沿长度方向设置有与所述工作层1两边设置的上凹曲面5相配合的下凹曲面台阶6，并且在中部设置有与工作层1所述凸起曲面4相配合的曲面凹槽7。工作层1底面的凸起曲面4和基体2表面的下凹曲面台阶6形成异形的键和键槽。当工作层1安装于基体2上时，工作层和基体上的每个配合面都能相互嵌合和配合。使工作层和基体在服役时不会产生纵向位移。复合导板基体2表面的下凹曲面台阶6的前后还分别设置有低于曲面台阶6的平面部分，以及复合导板的基体2的底面设置为倒三角或平面或其它形状，以便于与其配合的其它部件进行安装。复合导板的工作层1和基体2在装配时其结合面采用耐热金属胶粘结，其结合面侧面采用焊接固定。

实施例1

本实施例为Ф250热轧无缝钢管穿孔机用导板，导板重量为每件108kg。工作层1的重量为27kg，基体2为81kg，工作层1采用G-X50NiCrW4828制造，基体2釆用1Cr5Mo制造。按照图1至图3的结构形状加工工作层1和基体2，将工作层1安装在基体2上，在工作层1与基体2的结合面涂抹耐热金属胶进行粘连，其结合部侧面进行断续焊接固定。实际使用磨损最多的部位位于工作层1的凸起线3即轧制中心线处，根据导板的大小本实施例最多实际磨损量为10～12mm，因此，工作层1的厚度设计比实际磨损厚15mm，在使用中完全满足生产需求。

制造本实施例的复合导板可比制造G-X50NiCrW4828整体导板每吨节约178kg金属铬、441kg镍、50kg钨。而基体在修复后使用了3次，大大降低了生产和使用成本。

实施例2

本实施例为Ф370热轧无缝钢管穿孔机用导板，导板重量为每件450kg。工作层1重量为90kg，基体2为360kg，工作层1采用G-X50NiCrW4828制造，基体2釆用4Cr9Si2制造。按照图1至图3的结构形状加工工作层1和基体2，将工作层1安装在基体2上，在工作层1与基体2的结合面涂抹耐热金属胶进行粘连，其结合部侧面进行断续焊接固定。根据导板的大小本实施例最多实际磨损量为17～20mm，在实际使用中磨损最多的轧制中心线处。因此，本实施例工作层1的厚度设计比实际磨损厚20mm，完全满足生产需求。

制造本实施例的复合导板可比制造G-X50NiCrW4828整体导板每吨节约169kg金属铬、436kg镍、50kg钨。基体在修复后使用了2次，降低了生产和使用成本。

实施例3

本实施例为Ф250热轧无缝钢管穿孔机用导板。工作层1采用镍基合金材质制造，其成分按质量百分比计为：C：0.80％，Si：1.3％，Mn：0.5％，Cr：28.0％，Ni：50.0％，W：5.0％，其余为Fe；基体2釆用4Cr9Si2制造。根据图1至图3的结构形状加工完成工作层1和基体2，工作层1与基体2安装时的结合面采用耐热金属胶进行粘连，侧面进行焊接固定。本实施例实际磨损量为17～20mm，工作层1的厚度设计比实际磨损厚20mm。在生产过程中对基体进行了3次修复，延长了使用寿命，降低了生产和使用成本。比采用镍基合金材质制造整体导板节约了大量的铬、镍和钨等合金材料。

本实用新型复合导板工作层的重量所占整体导板重量的比例很小，而且基体耐热钢的合金含量也相对很低，且本实用新型在报废后可以将工作层和基体两部分分离，因而可以对基体进行修复后再利用。本实用新型可以节约大量合金材料，尤其是贵重金属镍。同时也降低了制造和生产成本，提高了导板的使用寿命和生产效率。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，而并非对本实用新型的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以做出各种改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种双金属复合导板，其特征在于，所述复合导板设置为工作层(1)和基体(2)两部分，所述工作层(1)表面整体沿长度方向设置为下凹曲面，在所述工作层(1)所述下凹曲面上设置有一逐渐高于整体下凹曲面的横向凸起线(3)；所述工作层(1)底面的中部设置有与所述工作层(1)表面所述下凹曲面平行的凸起曲面(4)，在所述工作层(1)底面所述凸起曲面(4)的两边设置有与所述工作层(1)表面所述下凹曲面平行的上凹曲面(5)；

所述基体(2)表面沿长度方向的两边设置有与所述工作层(1)所述上凹曲面(5)相配合的下凹曲面台阶(6)，以及设置有与所述工作层(1)所述凸起曲面(4)相配合的中部曲面凹槽(7)，所述基体(2)表面所述下凹曲面台阶(6)的前后还分别设置有低于曲面台阶(6)的平面部分；

所述工作层(1)安装于所述基体(2)上，所述工作层(1)和所述基体(2)两者采用不同材质,形成所述双金属复合导板。

2.根据权利要求1所述的双金属复合导板，其特征在于，所述工作层(1)表面上的凸起线(3)为轧制中心线，将所述工作层(1)分为进口段、轧制中心线段和出口段三部分。

3.根据权利要求1或2所述双金属复合导板，其特征在于，所述工作层的所述下凹曲面，以及分为进口段、轧制中心线段和出口段三部分均是根据材料的行进方向以及与所述复合导板接触的先后所设置。

4.根据权利要求1或2所述双金属复合导板，其特征在于，所述工作层(1)的厚度设计为比导板的理论磨损厚度厚15mm～30mm。

5.根据权利要求1所述双金属复合导板，其特征在于，所述基体(2)的底面根据与其配合的部件设置为倒三角或平面。

6.根据权利要求1所述双金属复合导板，其特征在于，所述工作层(1)和所述基体(2)装配时其结合面采用耐热金属胶粘结，其结合面侧面采用焊接固定。

7.根据权利要求1所述双金属复合导板，其特征在于，所述工作层(1)采用镍基合金材质，所述基体(2)采用耐热钢材质。

8.根据权利要求1或6所述双金属复合导板，其特征在于，所述工作层(1)采用的材质为G-X50NiCrW4828。

9.根据权利要求1或6所述双金属复合导板，其特征在于，所述基体(2)采用的材质为1Cr5Mo或4Cr9Si2。