一種在無縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護涂層的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無縫鋼管穿孔芯棒頂端的表面保護涂層，尤其是涉及一種在無縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護涂層的方法。
【背景技術】
[0002]無縫鋼管重量較輕、強度高，廣泛應用于國民經濟生產中。無縫鋼管的生產已有一百多年的歷史，生產方法不斷改進，大致分為熱乳和冷乳兩種，而熱乳制管約占總生產量的80?90%。穿孔道序是熱乳生產的重要步驟，穿孔所用的芯棒則是該道序的必不可少的工具。由于國產穿孔芯棒頂端表面處理不佳，致使芯棒壽命較短。因此，歷來優質的穿孔芯棒幾乎全部從國外進口，大大增加了熱乳無縫鋼管生產的成本。
[0003]芯棒頂端穿孔時的工作溫度較高約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、強度較高。國產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層壽命很短。傳統方法對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。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種在無縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護涂層的方法。
[0005]本發明通過以下技術方案來實現:一種在無縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護涂層的方法，該方法包括以下步驟:
(1)將待噴涂無縫鋼管穿孔芯棒頂端的表面進行清理，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，對已清理的鋼材表面進行噴砂處理；
(3)將已噴砂的芯棒頂端固定于可旋轉夾具上，對待噴涂表面進行預熱，預熱溫度范圍為150?280°C;預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面。
[0006]步驟(2)所述的噴砂處理時所用的砂子材質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)噴槍水平移動速度為:2.5?5mm/s;
(7)夾具旋轉速度為:100?300rpm;
(8)噴涂層數為:20?500，每10遍間隔2min，再進行下一遍噴涂；
所述的氣體等離子噴涂方法的工藝參數如下:
(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)噴槍豎直移動速度為:300?600mm/s；
(6)夾具旋轉速度為:100?300rpm;
(7)噴涂層數為:5?50，每5遍間隔2min，再進行下一遍噴涂；
(8)電流為:280?680A;
(9)電壓為:90?160V。
[0009]本發明具有如下的積極效果:本發明根據無縫鋼管穿孔芯棒頂端高溫抗腐蝕保護、耐磨處理方法的不足，提供了一種在無縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護涂層的方法，此方法用高速火焰噴涂方法或者氣體等離子噴涂法，在經過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、耐磨保護涂層;與現有技術相比，本發明方法所制備的涂層非常致密，能使無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合強度，且涂層制備成本較低。
【附圖說明】
[0010]圖1為芯棒頂端噴涂有保護涂層的掃描電鏡圖；
圖2為800° C等溫氧化I小時后的掃描電鏡圖；
圖3為穿孔芯棒頂端基體與涂層的硬度數據。
[0011]圖中1、基體2、涂層。
【具體實施方式】
[0012]—種在無縫鋼管穿孔芯棒頂端制備保護涂層的方法，該方法包括以下步驟:
(1)將待噴涂無縫鋼管穿孔芯棒頂端的表面進行清理，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，對已清理的鋼材表面進行噴砂處理；
(3)將已噴砂的芯棒頂端固定于可旋轉夾具上，對待噴涂表面進行預熱，預熱溫度范圍為150?280°C;預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面。
[0013]步驟(2)所述的噴砂處理時所用的砂子材質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)噴槍水平移動速度為:2.5?5mm/s；
(7)夾具旋轉速度為:100?300rpm;
(8)噴涂層數為:20?500，每10遍間隔2min，再進行下一遍噴涂；
所述的氣體等離子噴涂方法的工藝參數如下:
(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)噴槍豎直移動速度為:300?600mm/s；
(6)夾具旋轉速度為:100?300rpm;
(7)噴涂層數為:5?50，每5遍間隔2min，再進行下一遍噴涂；
(8)電流為:280?680A;
(9)電壓為:90?160V。
[0016]實施實例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，對已清理的表面進行噴砂處理，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，噴涂作業前，移動噴槍，并轉動夾具，對待噴涂表面進行預熱，預熱溫度為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面，粉體的粒度為45目。噴涂工藝參數控制范圍如下；
1)氧氣流量為:800L/min；
2)載氣流量為:2X8L/min;
3)燃料流量為:2