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1、(10)申请公布号 CN 104364413 A (43)申请公布日 2015.02.18 CN 104364413 A (21)申请号 201380029651.7 (22)申请日 2013.04.19 2012-128255 2012.06.05 JP 2012-128175 2012.06.05 JP C23C 4/04(2006.01) B21B 19/04(2006.01) B21B 25/00(2006.01) C23C 4/02(2006.01) (71)申请人 新日铁住金株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 斋藤建一 日高康善 东田泰斗 (74)专利代理机构 北京林达刘知。
2、识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11277 代理人 刘新宇 李茂家 (54) 发明名称 穿轧用芯棒的制造方法 (57) 摘要 用于制造无缝钢管的穿轧机中所使用的芯棒 的制造方法， 包括 ： 对芯棒的表面实施喷丸的喷 丸工序 ； 和将喷镀线材电弧喷镀到实施了喷丸的 芯棒的母材表面而形成覆膜的电弧喷镀工序， 电 弧喷镀工序中， 作为喷镀线材， 使用在铁颗粒 (4) 和具有比氧化铁的导热率低的特性的低导热材料 颗粒 ( 例如， ZrO2颗粒 )(3) 之中、 至少低导热材 料颗粒 (3) 被填充到铁制管 (2) 的内部而成的药 芯焊丝来进行电弧喷镀， 形成由氧化铁、 Fe 以及 低导热材料构成。
3、的覆膜。 由此， 可以制造能够形成 隔热性高的覆膜且穿轧时能够稳定地提高芯棒寿 命的芯棒。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.12.04 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2013/002657 2013.04.19 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/183213 JA 2013.12.12 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 8 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书8页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104364413 A CN 104364413。
4、 A 1/1 页 2 1. 一种穿轧用芯棒的制造方法， 其特征在于， 其为用于制造无缝钢管的穿轧机中所使 用的芯棒的制造方法， 该穿轧用芯棒的制造方法包括 ： 对芯棒的表面实施喷丸的喷丸工序 ； 和 将喷镀线材电弧喷镀到实施了喷丸的芯棒的母材表面而形成覆膜的电弧喷镀工序， 电弧喷镀工序中， 作为喷镀线材， 使用在铁颗粒和有助于提高芯棒寿命的特定颗粒之 中、 至少特定颗粒被填充到铁制管的内部而成的药芯焊丝进行电弧喷镀， 形成由氧化铁、 Fe 以及特定颗粒构成的覆膜。 2. 根据权利要求 1 所述的穿轧用芯棒的制造方法， 其特征在于， 所述特定颗粒为具有 比氧化铁的导热率低的特性的低导热材料颗粒。。
5、 3. 根据权利要求 2 所述的穿轧用芯棒的制造方法， 其特征在于， 所述低导热材料颗粒 为 ZrO2颗粒。 4. 根据权利要求 3 所述的穿轧用芯棒的制造方法， 其特征在于， 所述药芯焊丝中所述 ZrO2颗粒占据的比例为 2.5 30.0 体积。 5. 根据权利要求 1 所述的穿轧用芯棒的制造方法， 其特征在于， 所述特定颗粒为固体 润滑剂颗粒。 6. 根据权利要求 5 所述的穿轧用芯棒的制造方法， 其特征在于， 所述固体润滑剂颗粒 为 BN 颗粒。 7. 根据权利要求 6 所述的穿轧用芯棒的制造方法， 其特征在于， 所述药芯焊丝中所述 BN 颗粒占据的比例为 5.0 20.0 体积。 权 。
6、利 要 求 书 CN 104364413 A 2 1/8 页 3 穿轧用芯棒的制造方法 技术领域 0001 本发明涉及用于制造无缝钢管的穿轧机 ( 以下， 也简称为 “穿孔机 (piercer)” 中 所使用的穿轧用芯棒 ( 以下， 也简称为 “芯棒” ) 的制造方法， 尤其涉及将以铁为主要成分的 喷镀线材电弧喷镀到芯棒的母材表面从而形成覆膜的穿轧用芯棒的制造方法。 背景技术 0002 无缝钢管可以通过曼内斯曼制管法来制造。该制管法包括如下的步骤 ： 0003 (1) 利用穿孔机对加热至规定温度的原材料 ( 圆钢坯 ) 进行穿轧而成形为空心管 坯 (hollow shell) ； 0004 (。
7、2) 利用拉伸轧机 ( 例 ： 芯棒式无缝管轧机 ) 拉伸轧制空心管坯 ； 0005 (3) 利用定径轧机 ( 例 ： 张力减径机 ) 将拉伸轧制了的空心管坯定径轧制为规定 的外径和壁厚。 0006 利用穿孔机的穿轧中， 作为穿孔用工具使用芯棒。该芯棒为了对被安装在芯铁前 端且被加热至 1200左右的高温的钢坯进行穿孔， 暴露于高热且负载高表面压力的严苛的 状况下。 芯棒通常以热加工工具钢作为母材， 为了保护该母材， 通过预先热处理而在母材表 面形成氧化皮的覆膜， 在此基础上用于穿轧。 穿轧时， 芯棒表面的氧化皮覆膜承担阻断自钢 坯向芯棒母材的热传导并且防止钢坯与芯棒的烧接的作用。 0007 。
8、这种带氧化皮覆膜的芯棒的氧化皮覆膜随着反复穿轧而逐渐磨耗。 氧化皮覆膜磨 耗时， 基于覆膜的隔热效果降低， 因此穿孔中芯棒的温度上升， 变得容易产生芯棒母材的熔 损、 热变形。此外， 氧化皮覆膜消失、 芯棒母材直接接触钢坯时， 发生烧接、 在钢管的内面产 生缺陷。因此， 芯棒在失去覆膜时变得不能使用、 达到寿命。 0008 尤其是制造由含有 9以上的 Cr 的高含 Cr 钢、 Ni 基合金、 不锈钢等高合金钢形成 的无缝钢管时， 穿轧的过程中芯棒表面的氧化皮覆膜的磨耗显著发生， 芯棒寿命显著降低。 例如， 不锈钢的穿孔中， 芯棒表面的氧化皮覆膜经 2、 3 道次 ( 连续穿孔次数 ) 磨耗， 。
9、该芯棒 达到寿命。因此， 产生频繁地更换芯棒的情形， 钢管的制造效率低。所以， 制造高合金钢的 无缝钢管时、 尤其是穿轧时要求提高芯棒寿命， 由此提高钢管的制造效率。 0009 对于这样的要求， 例如， 专利文献 1 中公开了如下的芯棒 ： 作为形成于芯棒母材的 表面的覆膜， 对于芯棒母材的表面电弧喷镀铁线材而形成由 Fe 氧化物以及 Fe 构成的覆膜 来代替热处理得到的氧化皮覆膜。关于该带电弧喷镀覆膜的芯棒， 芯棒表面的覆膜由 Fe 氧 化物以及 Fe 构成， 因此隔热性以及防烧接性优异、 可以期待芯棒寿命的提高。 0010 然而， 即便为专利文献 1 中所公开的带电弧喷镀覆膜的芯棒， 反复。
10、穿轧时， 不能否 认覆膜随着反复的热量输入而发生褶皱、 达到寿命。此外， 穿轧的时间变长时， 不能否认对 芯棒的负载变大， 产生覆膜的剥离、 覆膜的褶皱， 达到寿命。这些状况在钢坯的穿孔长度长 的情况下、 钢坯的高温强度高的情况下显著发生。 在此， 为了抑制电弧喷镀覆膜中褶皱的产 生， 有效的是将覆膜厚膜化、 提高覆膜的隔热性， 但将覆膜厚膜化时， 芯棒母材与覆膜的密 合性降低， 覆膜会提早剥离。因此， 在稳定地得到芯棒寿命的提高方面存在改善的余地， 强 说 明 书 CN 104364413 A 3 2/8 页 4 烈需要制造能够改善这方面的穿轧用芯棒。 0011 现有专利文献 0012 专利。
11、文献 0013 专利文献 1 ： 日本特许第 4279350 号公报 发明内容 0014 发明要解决的问题 0015 本发明是鉴于上述的问题而作出的， 以将以铁为主要成分的喷镀线材电弧喷镀到 芯棒的母材表面而形成覆膜为前提， 其目的在于提供具有如下特性的穿轧用芯棒的制造方 法 ： 0016 可以稳定地提高芯棒寿命。 0017 用于解决问题的方案 0018 本发明的主旨如以下所述。 0019 一种穿轧用芯棒的制造方法， 其特征在于， 其为用于制造无缝钢管的穿轧机中所 使用的芯棒的制造方法， 0020 该穿轧用芯棒的制造方法包括 ： 0021 对芯棒的表面实施喷丸的喷丸工序 ； 和 0022 将喷。
12、镀线材电弧喷镀到实施了喷丸的芯棒的母材表面而形成覆膜的电弧喷镀工 序， 0023 电弧喷镀工序中， 作为喷镀线材， 使用在铁颗粒和有助于提高芯棒寿命的特定颗 粒之中、 至少特定颗粒被填充到铁制管的内部而成的药芯焊丝进行电弧喷镀， 形成由氧化 铁、 Fe 以及特定颗粒构成的覆膜。 0024 该制造方法中， 前述特定颗粒优选为具有比氧化铁的导热率低的特性的低导热材 料颗粒。此时， 前述低导热材料颗粒优选为 ZrO2颗粒， 在前述药芯焊丝中前述 ZrO2颗粒占 据的比例优选为 2.5 30.0 体积。 0025 此外， 该制造方法中， 前述特定颗粒优选为固体润滑剂颗粒。此时， 前述固体润滑 剂颗粒优。
13、选为 BN 颗粒， 在前述药芯焊丝中前述 BN 颗粒占据的比例优选为 5.0 20.0 体 积。 0026 发明的效果 0027 本发明的穿轧用芯棒的制造方法具有下述的显著效果 ： 0028 可以稳定地提高芯棒寿命。 附图说明 0029 图1为本发明的第1实施方式的穿轧用芯棒的制造方法中的电弧喷镀中使用的喷 镀线材的横截面图。 0030 图2为本发明的第2实施方式的穿轧用芯棒的制造方法中的电弧喷镀中使用的喷 镀线材的横截面图。 0031 图 3 为作为实施例 1 的试验结果将药芯焊丝中的 ZrO2颗粒占据的比例与芯棒母 材的变形量的关系整理得到的图。 说 明 书 CN 104364413 A 。
14、4 3/8 页 5 0032 图 4 为作为实施例 2 的试验结果将药芯焊丝中的 BN 颗粒占据的比例与芯棒寿命 比的关系整理得到的图。 具体实施方式 0033 本发明人为了达成上述目的， 以将以铁为主要成分的喷镀线材电弧喷镀到芯棒母 材的表面而形成覆膜为前提， 对于形成该覆膜的手法实施各种试验， 反复深入研究。 其结果 得到以下的见解。 0034 电弧喷镀是如下的技术， 例如在作为电极的 2 根喷镀线材的前端间产生电弧、 使 喷镀线材熔融， 同时在喷镀线材的前端间喷射供给压缩空气、 氮气等将熔融材料吹走， 从而 将熔融材料吹送到对象物而形成覆膜。前述专利文献 1 中所公开的电弧喷镀中， 作为。
15、喷镀 线材使用铁线材， 因而形成于芯棒的母材表面的覆膜由 Fe 氧化物 ( 氧化铁 ) 以及 Fe 构成。 该覆膜中的 Fe 氧化物为在电弧喷镀时铁线材熔融、 该熔融铁在到达芯棒母材表面为止的 飞行中发生氧化而生成的物质。覆膜中的 Fe 为熔融铁在飞行中保持不氧化地到达芯棒母 材表面的物质。 0035 (1) 与之相对， 作为喷镀线材， 采用以与铁线材材质相同的铁制管作为外壳、 在该 铁制管内填充具有比氧化铁的导热率低的特性的低导热材料颗粒、 根据情况进一步填充铁 颗粒而成的药芯焊丝， 若使用该药芯焊丝进行电弧喷镀， 则可以在芯棒的母材表面形成由 Fe 氧化物 ( 氧化铁 )、 Fe 以及低导。
16、热材料构成的覆膜。该覆膜中的 Fe 氧化物为在电弧喷 镀时构成药芯焊丝的铁制管以及铁颗粒熔融、 该熔融铁在到达芯棒母材表面为止的飞行中 发生氧化从而生成的物质。覆膜中的 Fe 为熔融铁在飞行中保持不氧化地到达芯棒母材表 面的物质。此外， 覆膜中的低导热材料为构成药芯焊丝的低导热材料颗粒达到芯棒母材表 面的物质。 0036 如此通过使用药芯焊丝的电弧喷镀而形成的覆膜含有将构成药芯焊丝的低导热 材料颗粒作为根源的、 比 Fe 氧化物的导热率低的低导热材料， 因此即便不进行厚膜化， 隔 热性也变高。 所以， 这样的带电弧喷镀覆膜的芯棒在反复的穿轧时覆膜的隔热性高， 因此稳 定地提高芯棒寿命。即， 低。
17、导热材料颗粒为有助于提高芯棒寿命的特定颗粒。 0037 (2) 作为喷镀线材， 采用以与铁线材材质相同的铁制管为外壳、 在该铁制管内填充 固体润滑剂颗粒、 根据情况进一步填充铁颗粒而成的药芯焊丝， 若使用该药芯焊丝进行电 弧喷镀， 则可以在芯棒的母材表面形成由 Fe 氧化物 ( 氧化铁 )、 Fe 以及固体润滑剂构成的 覆膜。该覆膜中的 Fe 氧化物为在电弧喷镀时构成药芯焊丝的铁制管以及铁颗粒熔融、 该熔 融铁在到达芯棒母材表面为止的飞行中发生氧化从而生成的物质。覆膜中的 Fe 为熔融铁 在飞行中保持不氧化地到达芯棒母材表面的物质。此外， 覆膜中的固体润滑剂为构成药芯 焊丝的固体润滑剂颗粒到达。
18、芯棒母材表面的物质。 0038 如此通过使用药芯焊丝的电弧喷镀而形成的覆膜含有以构成药芯焊丝的固体润 滑剂颗粒为根源的固体润滑剂， 因此穿轧时润滑性变高。 所以， 这样的带电弧喷镀覆膜的芯 棒在反复的穿轧时覆膜的润滑性高， 因此稳定地提高芯棒寿命。 即， 固体润滑剂颗粒为有助 于提高芯棒寿命的特定颗粒。 0039 本发明为基于上述 (1)、 (2) 中示出的见解而完成的。以下对于本发明的芯棒的制 造方法的优选方式进行说明。 说 明 书 CN 104364413 A 5 4/8 页 6 0040 第 1 实施方式 0041 本发明的第 1 实施方式的芯棒的制造方法中， 在电弧喷镀的施工之前， 对。
19、芯棒的 表面实施喷丸。由此， 以被反复用于穿轧、 在达到寿命之后再生的芯棒为对象的情况下， 残 存在芯棒表面的穿轧状态的覆膜被去除而使芯棒的母材表面露出并且芯棒母材表面被糙 化成适度的凹凸。 此外， 以新制作的芯棒为对象的情况下， 芯棒母材表面被糙化成适度的凹 凸。 如此实施喷丸的理由是由于， 若对无残存覆膜、 适度的凹凸的芯棒母材表面实施电弧喷 镀， 芯棒母材与覆膜的密合性提高。 0042 接着， 第 1 实施方式的芯棒的制造方法中， 将以铁为主要成分的药芯焊丝作为喷 镀线材对实施了喷丸的芯棒的母材表面进行电弧喷镀， 形成覆膜。 0043 图1为本发明的第1实施方式的穿轧用芯棒的制造方法中的。
20、电弧喷镀中使用的喷 镀线材的横截面图。如图 1 所示， 第 1 实施方式中， 作为喷镀线材使用药芯焊丝 1。该药芯 焊丝 1 的外壳由铁制管 2 构成。 0044 在铁制管 2 的内部填充有低导热材料颗粒 3。低导热材料颗粒 3 是具有比氧化铁 的导热率低的特性， 且在电弧喷镀时不会燃烧而消失的物质， 例如， 金属颗粒、 陶瓷颗粒是 符合的。其中， 导热率极低的氧化锆 (ZrO2) 颗粒是优选的。此外， 低导热材料颗粒 3 并不 仅限于粒状的物质， 也包含粉状、 短纤维状的物质。需要说明的是， 在此所谓的氧化铁为氧 化铁 (II)(FeO)、 氧化铁 (III)(Fe2O3)、 氧化铁 (II。
21、、 III)(Fe3O4) 等。 0045 在铁制管 2 的内部除了低导热材料颗粒 3 之外填充铁颗粒 4 也无妨。铁颗粒 4 也 不仅限于粒状的物质， 也包含粉状、 短纤维状的物质。 0046 通过使用这种结构的药芯焊丝(喷镀线材)1的电弧喷镀， 从而可以在芯棒的母材 表面形成由 Fe 氧化物 ( 氧化铁 )、 Fe 以及低导热材料构成的覆膜。如此制造的带电弧喷镀 覆膜的芯棒由于覆膜中含有比 Fe 氧化物的导热率低的低导热材料， 因此即便不进行厚膜 化， 在反复的穿轧时隔热性也变高， 芯棒寿命的稳定提高成为可能。 0047 在此， 作为低导热材料颗粒 3 应用 ZrO2颗粒时， 优选的是， 。
22、在包含铁制管 2 以及 低导热材料颗粒 3 还有铁颗粒 4 的药芯焊丝 1 的整体之中， ZrO2颗粒占据的比例为 2.5 30.0 体积。如在后述的实施例 1 中证实的那样， 是缘由 ZrO2颗粒占据的比例不足 2.5 体积时， 由于芯棒的覆膜中所含的 ZrO2的量不足， 穿轧时不能充分地提高隔热性， 芯棒母 材的变形变得显著， 因此变得不适于再利用， 芯棒寿命不能稳定地提高。另一方面， 是缘由 ZrO2颗粒占据的比例超过 30.0 体积时， 由于芯棒的覆膜中所含的 ZrO2的量过量， 芯棒母 材与覆膜的密合性降低而使覆膜提早剥离， 芯棒母材熔损， 因此同样不适于再利用。 更优选 为 5.0。
23、 30.0 体积。 0048 第 2 实施方式 0049 本发明的第 2 实施方式的芯棒的制造方法中， 与上述第 1 实施方式同样地在电弧 喷镀的施工之前， 对芯棒的表面实施喷丸。 接着， 将以铁为主要成分的药芯焊丝作为喷镀线 材对实施了喷丸的芯棒的母材表面进行电弧喷镀， 形成覆膜。但是， 第 2 实施方式中使用的 药芯焊丝与上述第 1 实施方式的药芯焊丝在以下方面不同。 0050 图2为本发明的第2实施方式的穿轧用芯棒的制造方法中的电弧喷镀中使用的喷 镀线材的横截面图。如图 2 所示， 第 2 实施方式中， 作为喷镀线材使用药芯焊丝 1。该药芯 焊丝 1 的外壳由铁制管 2 构成。 说 明 。
24、书 CN 104364413 A 6 5/8 页 7 0051 铁制管 2 的内部填充有固体润滑剂颗粒 5。固体润滑剂颗粒 5 是具有在穿轧时作 为固体润滑剂发挥机能的特性， 且在电弧喷镀时不会燃烧而消失的物质， 例如， 金属颗粒、 陶瓷颗粒是符合的。其中， 优选固体润滑性极优异的氮化硼 (BN) 颗粒。此外， 固体润滑剂 颗粒 5 并不仅限于粒状的物质， 也包含粉状、 短纤维状的物质。 0052 在铁制管 2 的内部除了固体润滑剂颗粒 5 之外填充铁颗粒 4 也无妨。铁颗粒 4 也 不仅限于粒状的物质， 也包含粉状、 短纤维状的物质。 0053 通过使用这种结构的药芯焊丝(喷镀线材)1的电弧。
25、喷镀， 从而可以在芯棒的母材 表面形成由 Fe 氧化物 ( 氧化铁 )、 Fe 以及固体润滑剂构成的覆膜。如此制造的带电弧喷镀 覆膜的芯棒由于在覆膜中包含固体润滑剂， 因此在反复的穿轧时润滑性变高、 芯棒寿命的 稳定提高成为可能。 0054 在此， 作为固体润滑剂颗粒 5 应用 BN 颗粒时， 优选的是， 在包含铁制管 2 以及固体 润滑剂颗粒 5 还有铁颗粒 4 的药芯焊丝 1 的整体之中， BN 颗粒占据的比例为 5.0 20.0 体 积。 如后述的实施例2中证实的那样， 是缘由BN颗粒占据的比例不足5.0体积时， 由于 芯棒的覆膜中所含的 BN 的量不足， 穿轧时不能充分地提高润滑性， 。
26、也不能实现充分地提高 穿孔效率， 因此芯棒寿命不能稳定地提高。另一方面， 是缘由 BN 颗粒占据的比例超过 20.0 体积时， 由于芯棒的覆膜中所含的 BN 的量过量， 因此芯棒母材与覆膜的密合性降低而使 覆膜提早剥离， 芯棒母材熔损， 因此变得不适于再利用， 芯棒寿命同样不能稳定地提高。更 优选为 7.5 20.0 体积。 0055 需要说明的是， 在此所谓的穿孔效率的含义如下。 穿轧时， 沿轴向搬送钢坯的速度 ( 以下称为 “搬送速度” ) 由穿孔机轧辊的转速决定， 但实际的搬送速度由于相互接触的芯 棒与钢坯的摩擦阻力等的影响而慢于由所设定的穿孔机轧辊的转速算出的理论上的搬送 速度。通常，。
27、 将它们的速度比 ( ( 实际的搬送速度 )/( 理论上的搬送速度 )100 ) 称为 “穿孔效率” 。穿孔效率为润滑性的指标， 其高时， 不仅穿轧机的制造效率上升， 而且芯 棒与钢坯接触的时间被缩短， 因此实现芯棒寿命延长。 0056 此外， 本发明的芯棒的制造方法中， 利用电弧喷镀形成覆膜时， 可以在使喷镀机以 自芯棒的母材表面缓慢远离使得喷镀距离逐渐扩大的方式移动的同时进行电弧喷镀。由 此， 芯棒母材上形成 Fe 氧化物占据的区域的比率 ( 以下， 称为 “氧化物比率” ) 距表层侧越 近越逐渐增加的覆膜。如此形成在与芯棒母材的邻接部氧化物比率低、 在表层部氧化物比 率高的覆膜的情况下，。
28、 在可以在覆膜的表层部确保隔热性以及防烧接性、 并且可以在与芯 棒母材的邻接部确保密合性的方面是有用的。 0057 实施例 0058 为了确认本发明的效果， 制造穿轧用芯棒， 将制造的芯棒安装到穿孔机上， 进行穿 轧的试验。该试验条件如下所述。 0059 实施例 1 0060 试验方法 0061 (1) 芯棒的制造 0062 将 JIS 规定的热加工工具钢作为母材， 准备多个最大直径为 147mm 的炮弹形状的 芯棒。对各芯棒的表面实施喷丸之后， 对各芯棒的母材表面进行使用前述图 1 中示出的药 芯焊丝的电弧喷镀而形成覆膜， 制造带电弧喷镀覆膜的芯棒。在形成电弧喷镀覆膜的过程 说 明 书 CN。
29、 104364413 A 7 6/8 页 8 中， 将从喷镀机至芯棒母材表面的喷镀距离最初设为 200mm 进行电弧喷镀， 并且令喷镀机 逐渐远离， 最后将喷镀距离扩大至 1000mm 进行电弧喷镀。 0063 此时， 作为药芯焊丝中的低导热材料颗粒采用 ZrO2颗粒， 使用将该 ZrO2颗粒占据 的比例如下述表 1 中所示地进行了变更的药芯焊丝。需要说明的是， 在药芯焊丝的铁制管 内根据 ZrO2颗粒占据的比例而与 ZrO2颗粒一同填充了铁颗粒。 0064 表 1 0065 0066 注 )“-” 表示覆膜剥离， 芯棒母材熔损 0067 (2) 穿轧 0068 使用上述的各芯棒， 对加热至约。
30、 1200的下述的被加工材料 ( 原材料 ) 进行反复 穿轧， 制作下述的空心管坯。 0069 被加工材料的尺寸 ： 直径 191mm、 长度 2200mm 的圆钢坯 0070 被加工材料的材质 ： 13 Cr 钢 0071 空心管坯 ： 外径 196mm、 壁厚 16.82mm、 长度 6520mm 0072 评价方法 0073 每根芯棒各进行 10 次连续反复穿轧之后， 检查芯棒的外观， 调查其表面性状、 即 有无芯棒母材伴随覆膜的剥离而熔损。在此基础上， 对芯棒的表面实施喷丸、 去除残存覆 膜， 然后测量芯棒母材的高度 ( 轴向长度 )， 调查相对于使用前的变形量、 即调查使用前后 的芯。
31、棒母材高度的差。在此， 实际操作中， 将芯棒母材的变形量管理为 2.0mm 以下。因为芯 棒母材的变形量超过 2.0mm 时， 变得不适于再利用。根据这些情况， 本试验中， 将芯棒母材 不熔损、 芯棒母材的变形量为 2.0mm 以下的情况评价为良好。 0074 试验结果 0075 在表 1 以及图 3 中示出试验结果。图 3 为作为实施例 1 的试验结果将药芯焊丝中 的 ZrO2颗粒占据的比例与芯棒母材的变形量的关系整理得到的图。由这些结果示出下面 说 明 书 CN 104364413 A 8 7/8 页 9 的情况。 0076 作为药芯焊丝中的低导热材料颗粒采用 ZrO2颗粒、 使用该药芯焊。
32、丝形成电弧喷镀 覆膜时， 如试验 No.2 6 那样， 通过在药芯焊丝中将 ZrO2颗粒设为 2.5 体积以上， 从而 将芯棒母材的变形量抑制为 2.0mm 以下。这是由于芯棒的覆膜中含有适当量的 ZrO2使隔 热性提高所带来的。由这样的情况可知， 使用 ZrO2颗粒为 2.5 体积以上的药芯焊丝形成 了电弧喷镀覆膜的芯棒是芯棒寿命稳定提高并且适于再利用的芯棒。 0077 但是， 如试验No.7、 8那样， 使用ZrO2颗粒超过30.0体积的药芯焊丝形成电弧喷 镀覆膜时， 覆膜提早剥离、 芯棒母材熔损。这是由于芯棒的覆膜中过量地含有 ZrO2虽使隔 热性提高但芯棒母材与覆膜的密合性降低所导致的。
33、。由这样的情况可知， 对于使用 ZrO2颗 粒超过 30.0 体积的药芯焊丝形成了电弧喷镀覆膜的芯棒， 芯棒寿命的提高不稳定。 0078 另一方面， 如试验 No.1 那样， 使用 ZrO2颗粒为 0 体积的药芯焊丝形成电弧喷镀 覆膜时(与如前述专利文献1中所公开的那样使用铁线材形成电弧喷镀覆膜的情况相当)， 芯棒母材的变形量远超 2.0mm。这是由于芯棒的覆膜中不含导热率低的 ZrO2而未使隔热性 提高所导致的。由这样的情况可知， 对于使用 ZrO2颗粒不足 2.5 体积的药芯焊丝形成了 电弧喷镀覆膜的芯棒， 芯棒寿命的提高也不稳定。 0079 实施例 2 0080 试验方法 0081 (1。
34、) 芯棒的制造 0082 将 JIS 规定的热加工工具钢作为母材， 准备多个最大直径为 147mm 的炮弹形状的 芯棒。对各芯棒的表面实施喷丸之后， 对各芯棒的母材表面进行使用前述图 2 中示出的药 芯焊丝的电弧喷镀而形成覆膜， 制造带电弧喷镀覆膜的芯棒。在形成电弧喷镀覆膜的过程 中， 将从喷镀机至芯棒母材表面的喷镀距离最初设为 200mm 进行电弧喷镀， 并且令喷镀机 逐渐远离， 最后将喷镀距离扩大至 1000mm 进行电弧喷镀。 0083 此时， 作为药芯焊丝中的固体润滑剂采用BN颗粒， 使用将该BN颗粒占据的比例如 下述表 2 中所示地进行了变更的药芯焊丝。需要说明的是， 在药芯焊丝的铁。
35、制管内根据 BN 颗粒占据的比例而与 BN 颗粒一同填充了铁颗粒。 0084 表 2 0085 说 明 书 CN 104364413 A 9 8/8 页 10 0086 注 )“-” 表示覆膜剥离， 芯棒母材熔损 0087 (2) 穿轧 0088 使用上述的各芯棒， 对加热至约 1200的下述的被加工材料 ( 原材料 ) 进行反复 穿轧， 制作下述的空心管坯。 0089 被加工材料的尺寸 ： 直径 191mm、 长度 2200mm 的圆钢坯 0090 被加工材料的材质 ： 13 Cr 钢 0091 空心管坯 ： 外径 196mm、 壁厚 16.82mm、 长度 6520mm 0092 评价方法。
36、 0093 调查每根芯棒进行穿轧时的穿孔效率。对于穿孔效率， 在实际操作中将 70以上 作为目标， 本试验中， 将超过该目标的情况评价为良好。与之相应， 每当结束穿轧就检查芯 棒的外观， 调查覆膜剥离而使芯棒变得不能使用或者芯棒前端部发生熔损或变形时的道次 次数、 即调查完成了连续穿轧的钢坯的根数 ( 连续穿孔次数 )。将该连续穿孔次数作为芯 棒寿命来评价。芯棒寿命的评价如下 ： 以与如前述专利文献 1 中所公开的那样使用铁线材 形成了电弧喷镀覆膜的芯棒相当的芯棒、 即如上述表 2 中的试验 No.11 那样使用 BN 颗粒为 0 体积的药芯焊丝形成了电弧喷镀覆膜的芯棒的寿命作为基准 “1” 。
37、， 以相对于基准 “1” 的 各芯棒的寿命的比率 ( 以下， 称为 “芯棒寿命比” ) 来进行。 0094 试验结果 0095 在表 2 以及图 4 中示出试验结果。图 4 为作为实施例 2 的试验结果将药芯焊丝中 的 BN 颗粒占据的比例与芯棒寿命比的关系整理得到的图。由这些结果示出下面的情况。 0096 作为药芯焊丝中的固体润滑剂采用 BN 颗粒、 使用该药芯焊丝形成电弧喷镀覆膜 时， 如试验 No.13 17 那样， 通过在药芯焊丝中将 BN 颗粒设为 5.0 体积以上， 从而确保 穿孔效率为 70以上， 确认到芯棒寿命比的上升。这是由于芯棒的覆膜中含有适当量的 BN 使润滑性提高所带来。
38、的。由这样的情况可知， 对于使用 BN 颗粒为 5.0 体积以上的药芯焊 丝形成了电弧喷镀覆膜的芯棒， 芯棒寿命稳定提高。 0097 但是， 如试验 No.18 20 那样， 使用 BN 颗粒超过 20.0 体积的药芯焊丝形成电 弧喷镀覆膜时， 覆膜提早剥离、 芯棒母材熔损。这是由于芯棒的覆膜中过量地含有 BN 虽使 润滑性提高但芯棒母材与覆膜的密合性降低所导致的。由这样的情况可知， 对于使用 BN 颗 粒超过 20.0 体积的药芯焊丝形成了电弧喷镀覆膜的芯棒， 芯棒寿命的提高不稳定。 0098 另一方面， 如试验 No.11、 12 那样， 使用 BN 颗粒不足 5.0 体积 ( 包含 0 。
39、体积 ) 的药芯焊丝形成电弧喷镀覆膜时， 穿孔效率未达到70、 芯棒寿命比的上升小。 这是由于芯 棒的覆膜中不含作为固体润滑剂发挥作用的 BN、 或即便含有但其量不足而未使润滑性充分 地提高所导致的。由这样的情况可知， 对于使用 BN 颗粒不足 5.0 体积的药芯焊丝形成了 电弧喷镀覆膜的芯棒， 芯棒寿命的提高也不稳定。 0099 产业上的可利用性 0100 本发明可以在高合金钢的无缝钢管的制造中有效地利用。 0101 附图标记说明 0102 1 ： 药芯焊丝 ( 喷镀线材 )、 2 ： 铁制管、 0103 3 ： 低导热材料颗粒、 4 ： 铁颗粒、 5 ： 固体润滑剂颗粒 说 明 书 CN 104364413 A 10 1/2 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104364413 A 11 2/2 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104364413 A 12 。