[實用新型]管端外螺紋加工后在線感應加熱淺層硬化裝置

有效

• 申請號: 201220576605.1
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN202881314U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 田波;何蕙嵐;那順桑;王久全;曹興龍;安東遠
• 申請（專利權）人: 唐山市金石超硬材料有限公司
• 主分類號: C21D1/10
• 分類號: C21D1/10;C21D9/08
• 代理公司: 唐山順誠專利事務所 13106
• 代理人: 于文順

技術領域

本實用新型涉及一種管端外螺紋加工后在線感應加熱淺層硬化裝置，屬于地質鉆探管加工處理技術領域。

背景技術

目前，感應加熱表面硬化技術已經成為成熟的工藝技術，在需要表面硬化的零部件生產中廣泛采用。由于高頻電流的三大效應（趨膚效應、尖角效應、臨近效應），管材進行感應加熱時電流透入深度比實心工件要深，因而加熱深度大。常規的感應加熱表面硬化厚度大于0.8mm（根據需要可以達到幾個毫米厚度），加上熱影響區域，受熱發生變化的組織厚度通常達1mm以上。在管材壁厚比較薄的情況下可能更深。對于壁厚比較薄的管材，由于電流透入深度大，采用感應加熱表面硬化導致較厚的部分硬化。這在一些情況下是希望得到的。但是在另一些情況下則是不利的。由于硬化層相對比較厚，使得鋼管硬化層厚度和非硬化層厚度的比例失調，帶來一系列不良后果。

地質鉆探管比較長（3米或者更長），管端需要加工螺紋以便彼此連接。螺紋連接部位為整根鉆桿最薄弱環節，而且此連接螺紋在反復裝卸過程中不斷磨損，加劇減弱鉆探管使用壽命。為了提高螺紋部位的壽命，如果整體熱處理硬化，將出現管體韌性下降，加大出現鉆桿折斷幾率，不利于鉆探施工，所以不便于采用整體熱處理強化。采用表面強化時經常采用感應加熱表面硬化，常規的感應加熱工藝是：將感應器套在工件外邊，工件緩慢轉動（工件轉動速度在各種不同工件加熱淬火時沒有具體要求，但是轉動速度不超過每分鐘幾十轉，通常不超過30轉）并移動，將需要硬化的一段在感應器內移動通過，得到一定厚度的加熱硬化層。但是，對于壁厚不大（鉆探管在螺紋部分的壁厚約3mm左右）的鉆探管，硬化層過厚，使硬化層和非硬化層比例失調，影響螺紋內部非硬化層材料的性能，進而影響鉆探管壽命。目前鉆探管生產中，管材端部螺紋與基體組織相同（處理條件一樣）的情況比較多，雖然進行端部螺紋強化處理，存在問題很多：諸如，硬化程度不同、硬化厚度不合適（上述硬化層和非硬化層比例失調）、硬化成本較高、處理工藝復雜等等。

實用新型內容

本實用新型目的是提供一種管端外螺紋加工后在線感應加熱淺層硬化裝置，即保證工件的硬化效果又保證工件具有一定的韌性，簡便易行，效果好，解決背景技術存在的上述問題。

本實用新型技術方案是：

一種管端外螺紋加工后在線感應加熱淺層硬化裝置，包含車床卡盤、感應加熱變壓器、感應器、車床大滑板、車床小滑板和車床刀架，車床卡盤、車床大滑板、車床小滑板和車床刀架均為普通車床結構；感應加熱變壓器和感應器連接，構成感應機構，安裝在車床小滑板前端，車床小滑板的后端為車床刀架；感應機構和車床刀架可以沿小滑板前后移動，同時，車床小滑板也可以在車床大滑板上左右滑動；車床卡盤設置在車床大滑板上，待加工的管材通過車床卡盤固定，調整車床小滑板和車床刀架至切削加工位置，車床刀架上的刀具進行切削，此時，感應機構處在空閑狀態；切削完成后，感應機構移動至工作位置，感應器為感應線圈，套住管材剛加工完畢的螺紋，車床卡盤帶動管材旋轉，感應器按設定的速度移動，對管材端部螺紋實施加熱淬火。

所述的管材為地質鉆探管，長度3米以上，在車床上正常加工端部連接螺紋，螺紋加工完成后，退出加工刀具，移動感應機構，套在管材螺紋端，借用車床卡盤高速轉動，使管材旋轉起來，感應機構在加熱的同時沿管材的軸向移動，完成對管材表面淺層深度不超過0.8mm的加熱硬化。

本實用新型硬化深度為0.4-0.8毫米，不超過薄壁工件厚度的20%。在車床上直接安裝感應機構；管材由車床卡盤帶動旋轉，速度為80轉/分；管材是在切削加工完畢后，直接進行高頻感應加熱，不需要二次裝卡固定。感應機構的前后、左右移動由車床的程序進行控制。

本實用新型的技術特點和積極效果：

1．背景技術的高頻感應加熱，硬化深度均為1毫米以上，有的達到幾毫米厚，本實用新型的硬化深度為0.4-0.8毫米，不超過薄壁工件厚度的20%，即保證工件的硬化效果又保證工件具有一定的韌性；

2．在車床上直接安裝感應機構，簡單易行；背景技術的高頻感應加熱需要專門的高頻淬火機床和較大的高頻感應變壓器；

3．感應機構的前后移動由車床的程序進行控制，感應圈與工件（管材）的定位準確，可保證工件位于感應圈中心；