不銹鋼焊管是在焊管成型機上,由不銹鋼板經若干道模具碾壓成型并經焊接而成。由于不銹鋼的強度較高,且其結構為面心立方晶格,易形成加工硬化,使焊管成型時:一方面模具要承受較大的摩擦力,使模具容易磨損;另一方面,不銹鋼板料易與模具表面形成粘結(咬合),使焊管及模具表面形成拉傷。因此,好的不銹鋼成型模具必須具備極高的耐磨和抗粘結(咬合)性能。我們對進口焊管模具的分析表明,該類模具的表面處理都是采用超硬金屬碳化物或氮化物覆層處理。

不銹鋼焊管成型模具材料一般是由高碳高鉻的Cr12MoV(或SRD11,D2,DC53)制成。目前國內普遍采用如下工藝流程制作模具:下料→粗加工→熱處理(高溫淬火加高溫回火)→精加工→氮化→成品(注:為節省成本,一般生產廠家現在都省去了鍛造與球化退火兩道耗時,費財工序)。由于Cr12MoV類材料屬于高碳高鉻合金鋼,其原始組織存在很大的成份偏析(這種偏析即使一般的鍛造也無法消除)。這樣經過熱處理(高淬高回)的模具內部組織極不均勻,宏觀表現為硬度極不均勻(HRC四十幾至六十左右),再經氮化處理,模具表面不均勻性無法消除,基體硬度甚至進一步降低,實際使用時,表現為模具及焊管表面均易拉傷,模具壽命低。

模具表面超硬化處理技術已成功應用于不銹鋼焊管成型模具上。經該技術處理的模具在其表面形成硬度高達HV3000左右的金屬碳化物層,該碳化物層致密,與基體結合緊密,不影響工件的表面光潔度,具有極高的耐磨,抗咬合性能,可從根本上解決焊管的拉毛問題,減少制管后續拋光工序的工作量并提高產品質量,大幅度提高模具使用壽命,減少售后服務工作量。實踐表明,該技術具有極高的使用價值。以下是該工藝處理模具與氮化處理模具的有關比較。

1、性能:

氮化模具本工藝處理模具

表面硬度:HV700~1000左右HV3000左右

基體硬度:極不均勻HRC58~62HRC40~60

2、工藝流程:

氮化模具:下料→粗加工→熱處理(高淬高回)→精加工→氮化→成品本工藝處理模具:下料→全部加工到位(無須熱處理)→本工藝處理(基體硬化與表面處理一次完成)。→磨內孔→成品

由工藝流程可看出,采用本工藝可縮短模具的加工周期。

該工藝處理的模具較氮化模具可從根本上解決焊管的拉毛,從而減少焊管后續拋光工序的工作量并提高產品質量(因大量拋光而使管壁減簿),大幅度提高模具使用壽命,減少售后服務工作量。