一種在無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護(hù)涂層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端的表面保護(hù)涂層，尤其是涉及一種在無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護(hù)涂層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)縫鋼管重量較輕、強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中。無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)已有一百多年的歷史，生產(chǎn)方法不斷改進(jìn)，大致分為熱乳和冷乳兩種，而熱乳制管約占總生產(chǎn)量的80?90%。穿孔道序是熱乳生產(chǎn)的重要步驟，穿孔所用的芯棒則是該道序的必不可少的工具。由于國(guó)產(chǎn)穿孔芯棒頂端表面處理不佳，致使芯棒壽命較短。因此，歷來(lái)優(yōu)質(zhì)的穿孔芯棒幾乎全部從國(guó)外進(jìn)口，大大增加了熱乳無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的成本。
[0003]芯棒頂端穿孔時(shí)的工作溫度較高約800?1000°C，在乳輥的作用下承受較高的壓力，與坯料接觸面間有較高的摩擦力。因此芯棒頂端的表面需耐高溫氧化腐蝕、耐磨、強(qiáng)度較高。國(guó)產(chǎn)芯棒頂端的表面處理為表面開槽后氧化，此種方法得到的表面保護(hù)層壽命很短。傳統(tǒng)方法對(duì)于提高金屬表面抗高溫氧化腐蝕且耐磨能力，多為噴涂高溫合金或者金屬基陶瓷復(fù)合物，抑或氣相沉積陶瓷涂層，但是此種方法所用的粉體成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種在無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護(hù)涂層的方法。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種在無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護(hù)涂層的方法，該方法包括以下步驟:
(1)將待噴涂無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端的表面進(jìn)行清理，除去鋼材表面銹斑雜物，用乙醇、酒精或丙酮除去鋼材表面油脂；
(2)用噴砂機(jī)，對(duì)已清理的鋼材表面進(jìn)行噴砂處理；
(3)將已噴砂的芯棒頂端固定于可旋轉(zhuǎn)夾具上，對(duì)待噴涂表面進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度范圍為150?280°C;預(yù)熱后采用噴涂方法將云母氧化鐵灰粉體材料噴涂至芯棒頂端待保護(hù)面。
[0006]步驟(2)所述的噴砂處理時(shí)所用的砂子材質(zhì)為氧化鋁或碳化硅砂子，其粒徑為20目?60目。
[0007]步驟(3)所述的噴涂方法為高速火焰噴涂方法或氣體等離子噴涂方法，云母氧化鐵灰粉體材料的粒度為150?500目。
[0008]步驟(3)所述的噴涂為高速火焰噴涂方法或氣體等離子噴涂方法，其中:高速火焰噴涂方法的工藝參數(shù)如下:
(1)氧氣流量為:600?1000L/min；
(2)載氣流量為:2X(4?10)L/min;
(3)燃料流量為:15?30L/h;
(4)燃燒室壓力為:0.6?1.2MPa; (5)噴涂距離為:280?370mm;
(6)噴槍水平移動(dòng)速度為:2.5?5mm/s;
(7)夾具旋轉(zhuǎn)速度為:100?300rpm;
(8)噴涂層數(shù)為:20?500，每10遍間隔2min，再進(jìn)行下一遍噴涂；
所述的氣體等離子噴涂方法的工藝參數(shù)如下:
(1)氫氣壓力與流量為:10?I5MPa，10?20L/min；
(2)氬氣壓力與流量為:10?15MPa，60?120L/min;
(3)送粉速率為:20?60g/min;
(4)噴涂距離為:75?125mm;
(5)噴槍豎直移動(dòng)速度為:300?600mm/s；
(6)夾具旋轉(zhuǎn)速度為:100?300rpm;
(7)噴涂層數(shù)為:5?50，每5遍間隔2min，再進(jìn)行下一遍噴涂；
(8)電流為:280?680A;
(9)電壓為:90?160V。
[0009]本發(fā)明具有如下的積極效果:本發(fā)明根據(jù)無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端高溫抗腐蝕保護(hù)、耐磨處理方法的不足，提供了一種在無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護(hù)涂層的方法，此方法用高速火焰噴涂方法或者氣體等離子噴涂法，在經(jīng)過(guò)噴砂處理的穿孔芯棒頂端表面噴涂云母氧化鐵灰以形成抗高溫腐蝕、耐磨保護(hù)涂層;與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法所制備的涂層非常致密，能使無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端表面在高溫條件下具有很好地抗腐蝕性。涂層與基體有良好的結(jié)合強(qiáng)度，且涂層制備成本較低。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為芯棒頂端噴涂有保護(hù)涂層的掃描電鏡圖；
圖2為800° C等溫氧化I小時(shí)后的掃描電鏡圖；
圖3為穿孔芯棒頂端基體與涂層的硬度數(shù)據(jù)。
[0011]圖中1、基體2、涂層。
【具體實(shí)施方式】
[0012]—種在無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護(hù)涂層的方法，該方法包括以下步驟:
(1)將待噴涂無(wú)縫鋼管穿孔芯棒頂端的表面進(jìn)行清理，除去鋼材表面銹斑雜物，用乙醇、酒精或丙酮除去鋼材表面油脂；
(2)用噴砂機(jī)，對(duì)已清理的鋼材表面進(jìn)行噴砂處理；
(3)將已噴砂的芯棒頂端固定于可旋轉(zhuǎn)夾具上，對(duì)待噴涂表面進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度范圍為150?280°C;預(yù)熱后采用噴涂方法將云母氧化鐵灰粉體材料噴涂至芯棒頂端待保護(hù)面。
[0013]步驟(2)所述的噴砂處理時(shí)所用的砂子材質(zhì)為氧化鋁或碳化硅砂子，其粒徑為20目?60目。
[0014]步驟(3)所述的噴涂方法為高速火焰噴涂方法或氣體等離子噴涂方法，云母氧化鐵灰粉體材料的粒度為150?500目。
[0015]步驟(3)所述的噴涂為高速火焰噴涂方法或氣體等離子噴涂方法，其中:高速火焰噴涂方法的工藝參數(shù)如下:
(1)氧氣流量為:600?1000L/min；
(2)載氣流量為:2X(4?10)L/min;
(3)燃料流量為:15?30L/h;
(4)燃燒室壓力為:0.6?1.2MPa;
(5)噴涂距離為:280?370mm;
(6)噴槍水平移動(dòng)速度為:2.5?5mm/s；
(7)夾具旋轉(zhuǎn)速度為:100?300rpm;
(8)噴涂層數(shù)為:20?500，每10遍間隔2min，再進(jìn)行下一遍噴涂；
所述的氣體等離子噴涂方法的工藝參數(shù)如下:
(1)氫氣壓力與流量為:10?15MPa，10?20L/min;
(2)氬氣壓力與流量為:10?15MPa，60?120L/min;
(3)送粉速率為:20?60g/min；
(4)噴涂距離為:75?125mm;
(5)噴槍豎直移動(dòng)速度為:300?600mm/s；
(6)夾具旋轉(zhuǎn)速度為:100?300rpm;
(7)噴涂層數(shù)為:5?50，每5遍間隔2min，再進(jìn)行下一遍噴涂；
(8)電流為:280?680A;
(9)電壓為:90?160V。
[0016]實(shí)施實(shí)例I
第一步:選用圓錐面芯棒頂端作為基體材料，將待噴涂的表面進(jìn)行清理，除去銹斑雜物，用丙酮除去表面油脂。
[0017]第二步:用噴砂機(jī)，對(duì)已清理的表面進(jìn)行噴砂處理，砂子為30目的氧化鋁，之后清除表面殘留的砂子。
[0018]第三步:將已噴砂的芯棒頂端固定于夾具上，噴涂作業(yè)前，移動(dòng)噴槍，并轉(zhuǎn)動(dòng)夾具，對(duì)待噴涂表面進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200° C。采用高速火焰噴涂的方法將云母氧化鐵灰粉體噴涂至芯棒頂端待保護(hù)面，粉體的粒度為45目。噴涂工藝參數(shù)控制范圍如下；
1)氧氣流量為:800L/min；
2)載氣流量為:2X8L/min;
3)燃料流量為:2