CN101500719B - 热轧用镀Cr芯棒的使用方法 - Google Patents

Abstract

一种在满乃斯曼制管法的芯棒式无缝管轧机轧制中反复使用的镀Cr芯棒的使用方法，包括以下两种情况，即当随着在芯棒式无缝管轧机轧制中的使用而产生的表面瑕疵的开口宽度H为1.5mm以上，且该表面瑕疵的深度D为0.3mm以上、不足2.0mm时，进行再生处理，再作为同一尺寸工具使用；或者当随着在芯棒式无缝管轧机轧制中的使用而产生的表面瑕疵的深度D为2.0mm以上时，进行尺寸缩小处理，再作为小径尺寸工具使用。通过对应于其表面瑕疵的特性和形状等进行再生处理或尺寸缩小处理，谋求在芯棒式无缝管轧机轧制中反复适用，从而实现芯棒的寿命延长和单位消耗量的提高。

Description

热轧用镀Cr芯棒的使用方法

技术领域

本发明涉及一种在满乃斯曼制管法的芯棒式无缝管轧机轧制中使用的镀Cr芯棒的使用方法，更详细地说涉及一种即使在随着芯棒式无缝管轧机轧制而产生由于热粘、磨损等引起的表面瑕疵时也能够对应于其表面瑕疵的形状进行再生处理或尺寸缩小处理，适用于反复轧制的镀Cr芯棒的使用方法。 

背景技术

作为利用热轧加工进行的无缝管的制造方法广泛采用满乃斯曼·芯棒式无缝管轧机制管法。该芯棒式无缝管轧机轧制中利用一面束缚原管外表面一面沿轴向执行进给的多机座孔型辊和束缚原管内表面的芯棒，进行轧制。从而，芯棒是决定轧制原管的内表面品质的重要工具。 

图1是说明芯棒式无缝管轧机轧制中使用的芯棒制作工序的图。通常，作为芯棒的原材料，使用SKD6、SKD61(JIS规格)等热轧工具钢，将以该成分熔化制作的钢锭分块轧制后，实施规定的热处理，作成棒原材料。随着热处理而在棒原材料上产生弯曲，因而在利用斜辊式管材矫直机矫正弯曲后，采用外部切削装置切削加工成规定的外径尺寸。其后，对母材表面进行精研磨或表面加工，接下来实施镀敷，从而能够反复适用于芯棒式无缝管轧机轧制。 

如上所述，满乃斯曼·芯棒式无缝管轧机制管法，是在芯棒式无缝管轧机轧制中，在将加热的圆钢板(钢坯)用穿孔机穿孔所获得的厚壁的原管中插入束缚原管内表面的芯棒，在此状态下在由对置的孔型辊构成的多个机座上压下，轧制成薄壁原管。芯棒式无缝管轧机轧制过的原管根据需要进行再加热后，经由拉伸缩径或定径机进行定径轧制，精加工成最终的热轧制品。 

通常，在芯棒式无缝管轧机轧制中使用的芯棒上，预先在其表面形成 以固体润滑剂为主成分的润滑薄膜，利用该润滑薄膜减小轧制中芯棒和原管的接触面上产生的摩擦力，防止在工具表面及原管内表面产生瑕疵。 

可是，芯棒是要反复使用的，由于在一次芯棒式无缝管轧机轧制中使用后，形成的润滑薄膜消失，因此，要在芯棒表面再次形成润滑薄膜用以在下一次轧制中使用。从而，芯棒一旦在轧制使用过，就要在利用水冷喷头等冷却后，在表面涂布润滑剂，使其充分干燥，形成润滑薄膜。 

如前所述，芯棒是以SKD6和SKD61等热轧工具钢为原材料，对它实施适当的机械加工及淬火、回火处理而制作，不过，轧制中芯棒表面曝露在极大的面压和热负载中，因此很难维持稳定的润滑状态。因而，随着在芯棒式无缝管轧机轧制中反复使用，而容易在芯棒表面产生表面瑕疵。 

一直以来，都在研究应对芯棒表面产生的表面瑕疵的各种对策。例如特开平8—243610号公报中揭示了一种寿命延长方法，是对表面特性恶化的芯棒外表面利用砂带等实施0.04mm左右的研磨，其后，在常温～100℃下加热，对芯棒表面进行除锈，再作为同一尺寸的芯棒再生使用。 

可是，特开平8—243610号公报作为对象的芯棒，是以除锈处理为前提的棒，最近成为主流的是采用实施了硬质的镀Cr处理的棒以提高耐磨损性，在这种情况下，该公报中所揭示的寿命延长方法无法再适用。另外，在除锈处理过的棒上表面粗糙成为问题，与之相对，当实施了镀Cr处理的情况下，存在的问题是芯棒表面产生表面瑕疵。 

另外，特开平7—214116号公报中揭示了一种无缝管轧制用芯棒，其是采用由多个套筒包覆芯棒躯干部的结构，以使即使芯棒表面产生磨损和表面瑕疵，也不用部分废弃等，获得能够更新的芯棒，在此基础上通过适当更换产生了损伤的套筒从而能够进行再使用，能够提高工具的单位消耗量。 

可是，特开平7—214116号公报中提出的芯棒，采用的是用多个套筒包覆芯棒躯干部的结构，因此有可能大幅地增加芯棒的制造成本，同时导致轧制中或是套筒变形、或是脱落这类操作上的重大事故。 

如前所述，近年来，形成硬质的镀Cr薄膜、提高耐磨损性的实施了镀Cr处理的芯棒日益被使用。不过，当实施了镀Cr处理时，存在着芯棒产生表面瑕疵的问题，然而一直没有开发出有效防止这种情况的技术。

另一方面，在用满乃斯曼·芯棒式无缝管轧机制管法制造的无缝管的制造成本中，工具费、特别是芯棒的制造费用所占的比率增高。从而，在利用满乃斯曼·芯棒式无缝管轧机制管法进行的无缝管制造中，延长芯棒的寿命和提高芯棒的单位消耗量成为重要的课题。 

发明内容

本发明即是鉴于这些问题而产生的，其目的在于提供一种镀Cr芯棒的使用方法，其是即使随着芯棒式无缝管轧机轧制而在芯棒表面产生表面瑕疵时，也能够通过对应于其表面瑕疵的形状进行再生处理或尺寸缩小处理，再适用于反复轧制，从而谋求寿命延长和单位消耗量的提高。 

本发明者为了解决上述课题，进行了各种研究，其结果确认作为产生芯棒表面特性恶化和表面瑕疵等的主要原因，有由于反复轧制引起芯棒表面的热粘和磨损，即使由它们引起在芯棒上产生表面瑕疵，也能够通过按照其特性和形状等进行修复处理，从而谋求芯棒的寿命延长。 

图2是表示芯棒由于热粘引起的表面瑕疵的代表性形状的图，(a)表示芯棒表面的表面瑕疵的外观形状，(b)表示表面瑕疵的截面形状。图2所示的表面瑕疵2也被称为彗星尾瑕疵，以存在于芯棒1表面的热粘点P为起点，呈流星状产生。该表面瑕疵2的特性和形状能够以开口长度N(mm)、开口宽度H(mm)及最大深度D(mm)表示。 

若芯棒表面产生的表面瑕疵显著，则随着芯棒式无缝管轧机轧制而在原管内表面产生鼓出状缺陷，即使经过其后由拉伸缩径或定径机进行的定径轧制也无法获得改善，而残留在最终的热轧制品中。在这样的情况下，对热轧制品进行精加工后，通过超声波检查检测出内表面缺陷作为不合格品，从制品中排除掉。 

再有，本发明者们对限制芯棒寿命的由于反复使用而产生的表面瑕疵进行详细地调查，其结果获得以下(a)及(b)的观点。 

(a)对热轧制品的内表面缺陷造成大影响的是芯棒的表面瑕疵的开口宽度H及深度D，当随着在芯棒式无缝管轧机轧制中的使用而产生的表面瑕疵的开口宽度H为1.5mm以上、且其深度D为0.3mm以上时，内表面缺陷的产生变得显著。

不过，当表面瑕疵的开口宽度H为1.5mm以上且其表面瑕疵的深度D为0.3mm以上时，通过暂时中止其在芯棒式无缝管轧机轧制中的使用，对芯棒实施再生处理，从而能够抑制由于表面瑕疵的产生而造成的内表面缺陷。 

(b)通常，利用满乃斯曼·芯棒式无缝管轧机制管法进行的无缝管制造中，制定有标准制管进度表，自然是芯棒的标准尺寸一定，有使用频率高的尺寸。因而，优选是管理表面瑕疵的形状，尽量进行再生处理，作为同一尺寸工具使用，不过，当由于在芯棒式无缝管轧制轧制中的使用而使表面瑕疵的深度D达到2.0mm以上时，很难再生处理。 

这种情况下，通过对芯棒外周面切削进行尺寸缩小处理，再作为小径尺寸工具使用，从而能够谋求整个尺寸上的芯棒总单位消耗率的提高。 

本发明根据上述观点而完成，其主要内容是下述(1)～(3)的热轧用镀Cr芯棒的使用方法。 

(1)一种热轧用镀Cr芯棒的使用方法，是在满乃斯曼制管法的芯棒式无缝管轧机轧制中反复使用的镀Cr芯棒的使用方法，其特征在于，当随着在所述芯棒式无缝管轧机轧制中的使用而产生的、由芯棒式无缝管轧机轧制时产生的热粘引起的表面瑕疵的开口宽度H为1.5mm以上且该表面瑕疵的深度D为0.3mm以上、不足2.0mm时，在修复该表面瑕疵后，去除镀膜，对母材表面进行表面加工，实施再镀敷，在此基础上再作为同一尺寸工具来使用。 

(2)上述(1)的热轧用镀Cr芯棒的使用方法，优选是修复所述表面瑕疵时充分磨合芯棒表面，以使芯棒表面的纵向修复长度L1(mm)、圆周方向的修复长度L2(mm)、表面瑕疵的深度D(mm)满足下述式(1)及式(2)。 

50≤L1/D    (1) 

20≤L2/D    (2) 

(3)一种热轧用镀Cr芯棒的使用方法，是在满乃斯曼制管法的芯棒式无缝管轧机轧制中反复使用的镀Cr芯棒的使用方法，其特征在于，当随着在所述芯棒式无缝管轧机轧制中的使用而产生的、由芯棒式无缝管轧机轧制时产生的热粘引起的表面瑕疵的深度D为2.0mm以上时，对该芯棒的 外周面进行切削后，对母材表面进行表面加工，接着实施镀敷，由此进行尺寸缩小处理，再作为小径尺寸工具来使用。 

本发明中规定的「表面瑕疵」如所述图2所示，专门是指由芯棒式无缝管轧机轧制时产生的热粘引起的，即使开口宽度窄的热裂纹状缺陷其深度D为2.0mm以上，也不作为尺寸缩小处理的对象。 

另外，本发明中所说的「表面瑕疵的深度D(mm)」意思是其瑕疵上的最大深度值。 

根据本发明的热轧用镀Cr芯棒的使用方法，即使随着芯棒式无缝管轧机轧制而在芯棒上产生表面瑕疵时，也能够通过对应于其表面瑕疵的形状进行再生处理或尺寸缩小处理等谋求在芯棒式无缝管轧机轧制中反复适用，从而实现芯棒的寿命延长和单位消耗量的提高。 

附图说明

图1是说明芯棒式无缝管轧机轧制中使用的芯棒的制作工序的图。 

图2是表示由于芯棒热粘引起的表面瑕疵的形状的图，(a)表示芯棒表面上的表面瑕疵的外观形状，(b)表示表面瑕疵的截面形状。 

图3是表示适用于本发明的使用方法的芯棒再生处理工序的图。 

图4是说明本发明的使用方法中采用的表面瑕疵修复方法的图，(a)表示芯棒纵向的修复方法，(b)表示芯棒圆周方向的修复方法。 

图5是表示适用于本发明的使用方法的芯棒的尺寸缩小处理工序的图。 

具体实施方式

本发明的镀Cr芯棒的使用方法，是在满乃斯曼制管法的芯棒式无缝管轧机轧制中反复使用的镀Cr芯棒的使用方法，其特征在于，当随着在所述芯棒式无缝管轧机轧制中的使用而产生的表面瑕疵的开口宽度H为1.5mm以上且该表面瑕疵的深度D为0.3mm以上、不足2.0mm时，进行再生处理，再作为同一尺寸工具来使用。 

本发明的使用方法中，当在芯棒式无缝管轧机轧制中产生的表面瑕疵的开口宽度H为1.5mm以上且其表面瑕疵的深度D为0.3mm以上、不足2.0mm时，必须中断芯棒在轧制中的适用而实施再生处理。这是因为定径 轧制的热轧制品的内表面缺陷受到表面瑕疵的开口宽度H及深度D的影响很大，当表面瑕疵的开口宽度H为1.5mm以上且其深度D为0.3mm以上时更为显著。 

在本发明的使用方法的适用中，表面瑕疵的开口宽度H是否超过1.5mm或其表面瑕疵的深度D是否超过0.3mm的判断基准，以定期检修作业等中的实际测量为原则。定期检修时期能够由轧制实际情况(轧制材质、轧制个数、轧制长度等)预定。 

适用于本发明的使用方法的芯棒，可以是一直作为在满乃斯曼·芯棒式无缝管轧机制管法中使用的棒材惯用的材质，例如优选是以JIS规定的SKD6和SKD61等热轧工具钢。 

图3是表示适用于本发明的使用方法的芯棒再生处理工序的图。本发明的使用方法中，当随着在芯棒式无缝管轧机轧制中的使用而产生的表面瑕疵的开口宽度H为1.5mm以上且其表面瑕疵的深度D为0.3mm以上、不足2.0mm时，暂时中断在芯棒式无缝管轧机轧制中的使用，进行再生处理，在修复了该表面瑕疵后，去除镀膜，对母材表面进行精研磨或表面加工，实施再镀敷。从而能够再次作为同一尺寸的芯棒反复使用。 

本发明的镀膜去除，例如利用由苛性钠等碱溶液进行的电化学镀敷溶解和由研磨·磨削机等进行的机械方法等进行。 

镀敷处理及再镀敷处理是在对母材表面精研磨或喷丸等表面加工后，形成具有50μm左右厚度的镀铬薄膜。 

图4是说明本发明的使用方法中采用的表面瑕疵修复方法的图，(a)表示芯棒纵向的修复方法，(b)表示芯棒圆周方向的修复方法。为了去除该图(a)、(b)中虚线所示的表面瑕疵2的深度D(mm)，在实线所示的芯棒表面上设置修复长度L1及L2，使修复部分与芯棒表面充分磨合。 

本发明的使用方法中，为了充分磨合芯棒表面，使修复部平滑，优选是在表面瑕疵修复之际，芯棒表面的纵向修复长度L1(mm)及圆周方向的修复长度L2(mm)和表面瑕疵的深度D(mm)的关系满足下述(1)式及(2)式。 

50≤L1/D  (1) 

20≤L2/D  (2)

以满足上述(1)式和(2)式的方式，充分磨合芯棒表面，使修复部平滑，从而，即使在以后的反复轧制中使用时，也能够明显地抑制芯棒的表面特性恶化、热粘进而是磨损等的产生。即、若修复部不满足上述(1)式的关系，修复截面的形状为锐角，则产生被轧制材料的渗入，芯棒容易受到损伤。 

在实际的表面瑕疵的修复作业中，最好是采用砂轮等，修复部平滑，修复截面的形状平缓地变化，与芯棒表面充分磨合地进行加工。 

本发明的镀Cr芯棒的使用方法，是在满乃斯曼制管法的芯棒式无缝管轧机轧制中反复使用的芯棒的使用方法，其特征在于，当随着在所述芯棒式无缝管轧机轧制中的使用而产生的表面瑕疵的深度D为2.0mm以上时，进行尺寸缩小处理，再作为小径尺寸工具来使用。 

本发明的使用方法中，当在芯棒式无缝管轧机轧制中产生的表面瑕疵的深度D为2.0mm以上时，中断在轧制中的使用，实施尺寸缩小处理。这是由于如前所述，虽然优选是经由再生处理作为同一尺寸工具使用，但是当表面瑕疵的深度D为2.0mm以上时，再生处理很困难。 

在本发明的使用方法的适用中，表面瑕疵的深度D是否达到2.0mm以上的判断，根据定期检修作业等中的实际测量进行。 

图5是表示适用于本发明的使用方法的芯棒的尺寸缩小处理工序的图。本发明的使用方法中，当在芯棒式无缝管轧机轧制中产生的表面瑕疵的深度D为2.0mm以上时，作为尺寸缩小处理，进行了该芯棒的外周面的切削后，对母材表面精研磨或表面加工，接着实施镀敷，从而能够进行尺寸缩小处理，再作为小径尺寸工具使用。 

本发明的使用方法中，切削芯棒之际，必须确保外形尺寸的精度，不过，通常芯棒是长达15m～25m的长条材料，从而很难利用所谓的车床等进行切削加工，必须配置长条材料的外部切削专用的加工装置。 

进行了芯棒的外部切削加工后，优选是为了确保通过喷丸实施再镀敷所需的良好的镀敷密接度而进行表面加工，接下来，通过镀敷处理在芯棒表面形成镀Cr薄膜。其后，更优选是在利用砂带磨削等的轻研磨中去除芯棒表面的锐利突起。 

实施例

(实施例1) 

在芯棒式无缝管轧机轧制中，采用具有下述7种条件(试验No.1～7)大小的表面瑕疵、外径248mm、长度24m的芯棒(材质为SKD61、表面镀Cr处理)，将原管轧制加工后，经由定径轧制，精加工成最终的热轧制品。然后，在制品的超声波检查中检查内表面瑕疵的状况，检测出不合格等级的瑕疵时记作×，检测出没有达到不合格程度的小瑕疵时记作△，完全没有检测出瑕疵时记作○。 

[表1] 

由表1所示的结果可知，作为芯棒表面产生的表面瑕疵的大小，其中瑕疵的长度不对制品的瑕疵等级造成影响，当开口宽度H为1.5mm以上且其表面瑕疵的深度D为0.3mm以上时，制品的瑕疵等级为×。 

表面瑕疵的种类，关于试验No.1～4是所述被称为彗星尾瑕疵的瑕疵。试验No.5、6是条状的擦痕，No.5宽度窄、No.6深度浅，从而认为瑕疵等级还没有达到不合格。再有，试验No.7是热裂纹，由于宽度窄，因而认为完全没有达到瑕疵的程度。 

(实施例2) 

在芯棒式无缝管轧机轧制中，采用外径248mm、长度24m的芯棒(材质为SKD61、表面镀Cr处理)，在下述7种条件下将原管轧制加工后，经由定径轧制，精加工成最终的热轧制品。准备好的芯棒在各个条件下分别以各2根进行反复使用，调查了寿命(总轧制根数)。被轧制材料均用低合金 钢进行。 

(条件1：比较例) 

用新品开始轧制，一直使用到芯棒表面损伤，制品产生内表面瑕疵。 

(条件2：本发明例A) 

采用芯棒表面产生开口宽度H为3.0mm、深度D为0.5mm的表面瑕疵的棒，利用砂轮修复其表面瑕疵后，利用由碱溶液进行的镀敷溶解去除镀敷，实施精研磨及再镀敷，再次作为同一尺寸工具以供轧制。此时，L1方向的修复长度为25mm、L2方向的修复长度为10mm。(L1/D＝50、L2/D＝20)。 

(条件3：本发明例B) 

采用产生与条件2相同等级的表面瑕疵的芯棒，进行与条件2同样的再生处理，再次作为同一尺寸工具以供轧制。此时，L1方向的修复长度为15mm、L2方向的修复长度为15mm。(L1/D＝30、L2/D＝30)。 

(条件4：本发明例C) 

采用产生与条件2相同等级的表面瑕疵的棒，进行与条件2同样的再生处理，再次作为同一尺寸工具以供轧制。此时，L1方向的修复长度为30mm、L2方向的修复长度为5mm。(L1/D＝60、L2/D＝10)。 

(条件5：本发明例D) 

采用产生与条件2相同等级的表面瑕疵的芯棒，不利用砂轮进行修复，保持原样，利用由碱溶液进行的镀敷溶解去除镀膜后，实施精研磨及再镀敷，再次作为同一尺寸工具以供轧制。 

(条件6：比较例A) 

采用芯棒表面产生开口宽度H为3.0mm、深度D为0.5mm的表面瑕疵的芯棒，保持原样以供轧制。 

(条件7：比较例B) 

采用芯棒表面产生开口宽度H为5mm、深度D为2.0mm的表面瑕疵的芯棒，利用砂轮修复其表面瑕疵后，利用由碱溶液进行的镀敷溶解去除镀膜后，实施精研磨及再镀敷，再次作为同一尺寸工具以供轧制。此时，L1方向的修复长度为100mm、L2方向的修复长度为40mm。(L1/D＝50、L2/D＝20) 

(轧制结果：轧制合格次数)

供试的芯棒在其芯棒表面的损伤变得显著、在定径轧制后的制品超声波检查中检测出不合格等级的内表面瑕疵的时点中止使用，用此时的轧制合格次数进行评价。 

当以此时的现有例(条件1)下的轧制合格次数为100时，本发明例A(条件2)中轧制合格次数为80。同样，本发明例B(条件3)中轧制合格次数为50，本发明例C(条件4)中轧制合格次数为60，再有，本发明例D(条件5)中轧制合格次数为40。 

与此相对，比较例A(条件6)中轧制合格次数为0(如实施例1所述)，另外，比较例B(条件7)中，尽管在第1次通过中没有造成棒损伤，但是产生了制品的壁厚不合格，因此轧制合格次数为0。 

像这样，当使用满足由本发明规定的条件的芯棒时，能够确保比较多的轧制合格次数，因而能够大幅地延长芯棒寿命。 

工业上的可利用性 

根据本发明的热轧用镀Cr芯棒的使用方法，即使随着芯棒式无缝管轧机轧制而在芯棒表面产生表面瑕疵时，也能够通过对应于其表面瑕疵的特性和形状等进行再生处理或尺寸缩小处理等，谋求反复适用于芯棒式无缝管轧机轧制，从而实现芯棒寿命延长和单位消耗量的提高等。从而能够广泛地作为高效的满乃斯曼·芯棒式无缝管轧机制管法适用。

Claims (1)

1.一种热轧用镀Cr芯棒的使用方法，是在满乃斯曼制管法的芯棒式无缝管轧机轧制中反复使用的镀Cr芯棒的使用方法，其特征在于，

当随着在所述芯棒式无缝管轧机轧制中的使用而产生的、由芯棒式无缝管轧机轧制时产生的热粘引起的表面瑕疵的开口宽度H为1.5mm以上且该表面瑕疵的深度D为0.3mm以上、不足2.0mm时，

在修复该表面瑕疵后，去除镀膜，对母材表面进行表面加工，实施再镀敷，在此基础上再作为同一尺寸工具来使用，

修复所述表面瑕疵时充分磨合芯棒表面，以使芯棒表面的纵向修复长度L1mm、圆周方向的修复长度L2mm、表面瑕疵的深度Dmm满足下述式

(1)及式(2)，

50≤L1/D    (1)

20≤L2/D    (2)。

Images