热穿孔顶头的使用现状及提高寿命措施

对穿无缝钢管热穿孔顶头的失效机制和使用状况进行了分析研究,认为穿孔顶头的失效形式主要表现为顶头塌鼻、粘钢、开裂。提出了利用稀土铝合金化提高顶头使用寿命的措施,并对该措施的可行性进行了论证。     

锥形辊穿孔过程顶头前伸量对力参数的影响

借助商用有限元软件MSC.SuperForm2005对锥形辊穿孔过程进行三维热力耦合模拟,研究顶头前伸量对穿孔力参数的影响。结果表明,在锥形辊穿孔过程中,当保持其它参数不变时,随着顶头前伸量的增加,轧制力和顶头轴向力均减小,而导盘力略有增加。     

无缝钢管穿孔中顶头温度的实验研究

无缝钢管的穿孔过程是一个热加工过程，顶头的温度分布对于其寿命至关重要。应用热电偶埋入顶头的测量办法对顶头在生产过程的温度分布进行了实测。初步得到其温度的分布状况，为顶头的热处理提供依据。     

H13钢穿孔顶头的稀土铝合金化研究

对H13钢穿孔顶头进行了稀土铝合金化研究。经分析表明,稀土铝合金化可以明显改善H13钢顶头的铸造性能,消除了中心缩孔现象,并细化了晶粒和碳化物,降低了S、P含量。经穿管试验,H13钢稀土铝合金化顶头的使用寿命比H13钢顶头提高40％。     

PPM穿孔力与顶头形状的理论与实验研究

顶头形状设计是压力穿孔机理论研究的重要内容。减少穿孔力是相对提高穿孔机顶杆刚度，改善毛管偏心度的重要途径。根据压力穿孔过程中金属的变形特点，将变形区分成预穿孔区和穿孔延伸区。利用上限元法以最小穿孔力为目标。在穿孔延伸区中对顶头形状和变形锥长度进行了优化。确定了K0的选取原则。中间实验验证了理论分析的正确性。     

影响顶头氧化热处理效果的因素

针对包钢Φ159 mm机组Φ167规格穿孔顶头的氧化热处理效果进行研究.主要从热处理设备、氧化热处理温度及氧化时间三个方面进行分析,试验得出,在新井式炉中采用980℃的氧化热处理温度以及4h的氧化时间能明显改善顶头的氧化膜厚度及质量,从而提高穿孔顶头在轧机上的使用寿命,降低成本,提高产品竞争力.     

H13钢穿孔顶头的稀土铝合金化研究

对Ｈ１３钢穿孔顶头进行了稀土铝合金化研究，经分析表明，稀土铝合金化可明显改善Ｈ１３钢顶头的铸造性能，消除了中心缩孔现象，并细化了晶粒和碳化物，降低了Ｓ、Ｐ含量，经穿管试验，Ｈ１３钢稀土铝合金化顶头的使用寿命比Ｈ１３钢顶头提高４０％。     

稀土和铝对穿孔顶头钢高温机械性能的影响

研究了穿孔顶头常用钢２５Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ钢经ＲＥ（稀土）和ＲＥ＋Ａｌ两种合金化工艺后其高温强度和硬度的变化。试验结果与分析表明，单一ＲＥ合金化对高温强度有所提高，但使高温硬度下降；ＲＥ＋Ａｌ合金化对高温强度及硬度均有较大提高，从而可减少穿孔顶头的塌鼻、粘钢现象。由于ＲＥ＋Ａｌ合金化工艺实用且成本不高，可望大力推广应用。     

菌式穿孔顶头平整段母线和锥度

斜轧穿孔顶头平整段的正确设计对减轻毛管的螺旋形壁厚不均至关重要。本文通过对菌式穿孔机轧辊与轧件接触迹线的解析,导出了能与轧辊出口锥面保持均匀间隙的顶头平整段母线方程。本文还给出了锥形平整段的最佳锥角计算公式,按其设计的顶头平整段锥面在理论上可获得最佳均壁效果。本文结果同样适用于其它斜轧穿孔(即辗轧角φ=0的情形)的顶头设计。     

新式 Accu-Roll 轧机菌式穿孔顶头氧化工艺的试验与研究

本文采用正交实验法对无缝钢管穿孔机顶头的高温氧化热处理工艺进行了筛选,在对顶头寿命、表面氧化皮厚度、基体硬度进行了综合分析和研究之后,确定了最佳工艺参数。生产实践证明采用该工艺生产的氧化顶头效果良好,寿命比过去大有提高。     

三辊斜轧穿孔轧制压力的上限解

根据有无顶头,将斜轧穿孔变形区分成两部分,在适当简化的前提下,建立了运动许可速度场,导出了斜轧穿孔轧制力的上限解。     

导盘位置对斜轧穿孔力能参数和扩径量的影响

运用MSC．supefform2005有限元软件对锥形辊穿孔进行三维热力耦合有限元模拟,对管坯中心应力状态进行分析,发现锥形辊穿孔中心应力分布与桶形辊类似。研究导盘位置变化对斜轧穿孔力能参数、内外扩径量的影响;分析导盘前置量和导盘距变化与斜轧穿孔轧制力、顶头力、导盘力和扩径量之间的关系,对了解锥形辊穿孔有重要意义。     

曹鹏军副教授主持的一项课题通过科技成果鉴定

《利用稀土铝合金化提高H_(13)钢热穿孔顶头的使用寿命》的研究课题于1995年经原冶金部人教司批准立项,在课题负责人曹鹏军副教授主持下,会同课题组成员仵海东、周安若、范培耕老师,并在重钢三厂的大力合作下,经过近3年的研究与现场试验,完成了预期的研究任务,使H_(13)钢穿孔顶头寿命提高40％以上,课题组还在校内外发表研究论文5篇。     

锥形辊斜轧穿孔过程温度场的研究

借助有限元软件MSC.Super Form对锥形辊斜轧穿孔过程进行热力耦合仿真实验,研究穿孔过程中轧件和顶头的温度场,分析管坯合金含量、轧辊送进角对轧件和顶头温度场的影响,特别是对轧件温升的影响。结果表明:穿制不同合金含量的钢种时,在轧件纵剖面上温度分布形态不同,随合金含量的升高,变形区金属的最高温度由中间层向外表层靠近;随着管坯合金含量与送进角的增大,变形区金属温升增大,穿制高合金钢管坯时温升可达350℃以上,因此,在穿制高合金钢管坯时温升是应考虑的重要因素。     

斜轧穿孔过程力能参数理论计算研究

由于穿孔机力学性能直接影响无缝钢管的产品质量和品种规格,而目前国内外对斜轧穿孔过程力的特性研究很不充分。为此,针对斜轧穿孔过程中计算力能参数的经验公式和模拟计算力能参数的有限元方法进行了分析和比较,分析了轧制力、顶头受力和导板受力在整个斜轧穿孔过程中的分布情况,描述了整个斜轧穿孔过程中工件与工具间的受力状态,给出了力能参数在斜轧穿孔过程中的规律。同时分析了轧制压力计算的经验公式出现误差的原因。结果表明,通过有限元模拟方法可以计算具有较高精确性的力能参数,该方法可应用于工程计算中,为实际生产提供更为准确的轧制力值。     

130Cr20Ni2Mo2Re钢对轧管机顶头寿命的影响

本文在分析了轧管机顶头服役条件及旧材质170Cr17Ni2Mo 顶头失效方式(脆断)基础上,研制了新材质130Cr20Ni2M02Re 顶头。分析了各合金元素的作用。运用光学显微镜、电子显微镜、X-射线仪及硬度计等,分析了该材质的组织与性质。观察到新材质属于半铁素体热强钢,基本组织为共晶网状碳化物和晶内粒状碳化物,并就新、旧材质顶头做了生产性对比试验。发现顶头寿命提高2.2倍。若以年产二千吨顶头计算,可节约五百万元。     

无缝钢管穿孔顶头氧化机理的研究

本文概述了无缝钢管穿孔机顶头的失效形式及高温氧化热处理工艺。介绍了对氧化表面的扫描电子能谱分析，X－光衍射分析及氧化表面的光电子能谱分析的研究工作，探讨了氧化皮的生长机理和影响因素     

冷等离子体接枝碳纤维表面的研究

对碳纤维（ＣＦ）表面进行冷等离子体处理是改变碳纤维表面的有效方法，本文采用Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对碳纤维表面的组成变化，表面特征基团变化，表面形态变化进行了分析研究，并探讨了碳纤维表面性质与ＣＦ／ＰＭＲ－１５复合材料力学性能的关系。     

采用激光重熔改善2Cr13钢的耐酸蚀性能的研究

在２Ｃｒ１３钢的表面进行激光直接扫描重熔,采用现代测试手段对重熔层的组织、成分、结构等进行研究．在酸性介质（１０％Ｈ２ＳＯ４溶液）中对重熔层表面进行电化学腐蚀实验,测定其电化学阳极极化曲线．实验结果表明,采用激光直接扫描重熔来处理２Ｃｒ１３钢表面后,２Ｃｒ１３钢表层的耐酸蚀性能有极大的改善且其耐酸蚀性能与激光重熔工艺有关．     

铁和IC—1.4Cr钢的激光表面合金化研究

本文研究把碳输入到纯铁和ＩＣ－１．４Ｃｒ钢（Ｓ１３５）的激光表面合金化处理。这种处理工艺包括试样表面用石墨粉预涂层；若用连续ＣＯ２激光表面熔化处理时，在各个处理工艺间反复使用石墨涂料，而合金化处理在薄层的熔化区域和栓孔两个区域中进行。从亚共晶到过共晶范围碳合金化最高达６％Ｃ，在过共晶范围发现大裂纹和松孔。