第一節(jié) 穿孔機(jī)頂頭產(chǎn)品定義及基本屬性
一、產(chǎn)品定義、性能
1、定義
穿孔機(jī)頂頭是穿孔重要變形工具起到頂桿支撐，軸向定位的作用。管坯外徑變化不大，內(nèi)徑變化大，由頂頭穿孔錐來完成。
2、性能
穿孔機(jī)頂頭是無縫鋼管生產(chǎn)中消耗量最大的關(guān)鍵工具之一．由于穿孔頂頭的工作條件惡劣，頂頭是在高溫、高壓和急冷急熱的條件下工作，經(jīng)受著機(jī)械疲勞和熱疲勞的作用，故頂頭常以塌鼻、粘鋼、開裂等失效形式報(bào)廢。
二、產(chǎn)品所屬 行業(yè) 界定
根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局制定的《國(guó)民經(jīng)濟(jì) 行業(yè) 分類與代碼》（GB/T4754-2002），穿孔機(jī)頂頭隸屬于其他金屬加工機(jī)械制造，代碼為3529。
第二節(jié) 穿孔機(jī)頂頭產(chǎn)品應(yīng)用概況
一、產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域
穿孔機(jī)頂頭是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)主要模具，也是主要易損件。
穿管過程中，經(jīng)加熱溫度約1060℃的高溫下進(jìn)入鋼棒穿孔，每根管子的平均軋制時(shí)間約15s，頂頭表面溫度可能上升至1300～1600℃。頂頭推出后被噴淋水冷卻到400℃以下，準(zhǔn)備進(jìn)入下一根管子的穿孔。頂頭不僅承受強(qiáng)烈的摩擦和擠壓作用，而且還周而復(fù)始的承受著激熱激冷作用，工況條件極其惡劣。
二、產(chǎn)品應(yīng)用成熟度 分析
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)普通碳素鋼管應(yīng)用較多的頂頭材料為3Cr2W8V和20Cr2Ni4W鋼。在使用前，頂頭進(jìn)行掛高溫氧化鐵膜處理。這類頂頭在使用中常因出現(xiàn)塌鼻、粘鋼和開裂等缺陷而報(bào)廢。生產(chǎn)不銹鋼管常用鉬基合金頂頭，但其高溫氧化嚴(yán)重，需要不斷地進(jìn)行高溫潤(rùn)滑，生產(chǎn)效率低，而且鉬材價(jià)格一再提高，造成頂頭昂貴。
在GCr15鋼無逢管穿管中，頂頭的平均穿鋼管壽命在～50根。由于現(xiàn)用頂頭材料的熱強(qiáng)性能、熱處理質(zhì)量等原因所限，使得它的使用壽命不高，由此影響鋼管生產(chǎn)效率和質(zhì)量?，F(xiàn)在多數(shù)廠家使用H13鋼、球墨鑄鐵材料制作的頂頭，其主要失效形式是因熱強(qiáng)性不足，而不能滿足生產(chǎn)要求。對(duì)GCr15鋼一類高強(qiáng)度材料的無縫鋼管的穿管頂頭的壽命問題更為突出，僅在冶煉材料中添加鋁元素來提高頂頭的高溫抗氧化性的技術(shù)途徑方面見 研究 報(bào)道，對(duì)現(xiàn)有H13鋼的合金成分的改進(jìn)需要投入大量資金，有大量的 研究 和工程化難題需要解決。
第三節(jié) 穿孔機(jī)頂頭產(chǎn)品發(fā)展歷程
在無縫鋼管生產(chǎn)過程中,穿孔工藝被廣泛應(yīng)用而且是非常經(jīng)濟(jì)的。1886年德國(guó)的曼內(nèi)斯曼兄弟申請(qǐng)了用斜輥穿孔機(jī)生產(chǎn)管狀斷面產(chǎn)品的專利。專利中描述了金屬變形時(shí)內(nèi)部力的作用和使用兩個(gè)或多個(gè)呈錐形的軋輥進(jìn)行穿孔，因此被稱作曼內(nèi)斯曼穿孔過程。由R.C斯蒂菲爾發(fā)明的導(dǎo)板使得穿孔后的穿孔后的毛管長(zhǎng)度得到增加。后來S.狄舍爾發(fā)明了導(dǎo)盤，使穿孔效率得到更大提高。在1970年出現(xiàn)了錐形輥的穿孔機(jī)（設(shè)想要更早50年），它比以前的穿孔機(jī)在金屬的變形上有明顯的改進(jìn)。
德國(guó)和美國(guó)在20世紀(jì)上半葉將穿孔進(jìn)行了很大改進(jìn)，后半葉德國(guó)、俄羅斯和日本又將穿孔機(jī)向前推進(jìn)了一步，近一段時(shí)間中國(guó)也取得了很大成績(jī)。
1955年美國(guó)試驗(yàn)鑄造鉬合金頂頭獲得成功.1967年至1979年我國(guó)采用鑄態(tài)鉬合金頂頭進(jìn)行不銹鋼無縫管生產(chǎn).1979年采用粉末冶金高碳鉬合金頂頭進(jìn)行生產(chǎn)不銹鋼無縫管。
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