[發(fā)明專利]一種中風(fēng)壓沖擊鉆頭的加工工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310243849.7
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103352110A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張秀麗
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙天和鉆具機(jī)械有限公司
• 主分類號: C21D9/22
• 分類號: C21D9/22;C21D1/18
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種中風(fēng)壓沖擊鉆頭的加工工藝；屬于中風(fēng)壓鉆具制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

中風(fēng)壓沖擊鉆頭是指工作風(fēng)壓為12-15帕的沖擊鉆用鉆頭；我司生產(chǎn)該鉆頭的材料是XGQ25鋼（Cr:0.25，Ni:1.69，Mo:0.53，Mn:1.45，Si:1.39，V:0.21），該材料為空淬鋼，淬透性好。目前，我司生產(chǎn)該鉆頭的生產(chǎn)工藝是：

①正火：退火態(tài)XGQ25鋼坯加熱至860℃保溫4-6小時出爐空冷。

②高溫回火：正火后于650℃-690℃保溫6-9小時出爐空冷。

③機(jī)加工成型；

④淬火；加熱溫度800℃保溫1小時，油冷，冷速約3℃/s；

⑤低溫回火：淬火后于160-220℃進(jìn)行低溫回火，回火時間2-3小時。

由于XGQ25鋼的淬透性好，原材料經(jīng)過正火后，可以有效改善鋼材內(nèi)部組織，細(xì)化晶粒；但是，正火后，材料的硬度達(dá)到HRC38-42，硬度偏高，不適用于機(jī)加工，因此，必須經(jīng)過長時間的高溫回火，以降低硬度，高溫回火后，材料硬度可以降至HRC25-30，可以滿足機(jī)加工的要求。機(jī)加工以后進(jìn)行油淬加低溫回火，得到低碳馬氏體加少量貝氏體（B約20%）的良好基體組織，其性能參數(shù)見表一。

上述工藝能獲得良好的基體組織以及良好的綜合機(jī)械性能，很好的滿足使用需要，性能優(yōu)良。但由于工藝流程設(shè)計(jì)存在的缺陷，導(dǎo)致生產(chǎn)流程長、成本高。因此，設(shè)計(jì)一種工藝簡單、生產(chǎn)成本低、處理后材料基體組織以及綜合機(jī)械性能良好，滿足使用需要的中風(fēng)壓沖擊鉆頭生產(chǎn)工藝成為公司的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種工藝方法簡單、操作方便、生產(chǎn)流程短、成本低、制備的鉆頭綜合機(jī)械性能良好、滿足實(shí)際工況要求的中風(fēng)壓沖擊鉆頭的加工工藝。

本發(fā)明一種中風(fēng)壓沖擊鉆頭的加工工藝，包括下述步驟：

第一步：機(jī)加工

將退火態(tài)XGQ25鋼毛坯機(jī)加工成型，達(dá)到成型產(chǎn)品最終設(shè)計(jì)尺寸；

第二步：淬火

將第一步得到的成型產(chǎn)品在丙烷保護(hù)氣氛中加熱至810-830℃，保溫50-70分鐘，出爐，置于流動氣體中分三級淬火，第一級淬火的工藝參數(shù)為：溫度830℃-550℃之間，冷卻速度控制在20-35℃/s；第二級淬火的工藝參數(shù)為：溫度550℃-350℃之間，冷卻速度控制在10-20℃/s；第三級淬火的工藝參數(shù)為：溫度350℃-室溫之間，冷卻速度控制在5-8℃/s；

第三步，低溫回火

將第二步淬火后的成型產(chǎn)品于160-220℃進(jìn)行低溫回火，回火時間2-3小時。

本發(fā)明一種中風(fēng)壓沖擊鉆頭的加工工藝，所述流動氣體選自氮?dú)饣蚨栊詺怏w。

本發(fā)明由于采用上述工藝，將退火態(tài)XGQ25鋼毛坯機(jī)加工成型，然后進(jìn)行多級淬火，通過控制每一級淬火的冷卻速度，實(shí)現(xiàn)成型產(chǎn)品最終基體組織及性能的良好匹配。根據(jù)熱處理轉(zhuǎn)變C曲線圖轉(zhuǎn)變規(guī)律，高溫區(qū)快冷，以避開C曲線的鼻尖，以免得到非淬火組織，因此，溫度在830℃-550℃之間的第一級淬火，通過控制冷卻速度在20-35℃/s，使基體獲得非珠光體+鐵素體組織；在中溫區(qū)慢冷得到B組織，因此，在隨后的550℃-350℃的第二級淬火的B氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，控制冷卻速度在10-20℃/s，使過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)锽氏體；在M氏體轉(zhuǎn)變區(qū)間緩冷得到M氏體組織，減少M(fèi)氏體組織應(yīng)力，因此，在350℃-室溫的第三級淬火的M氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，控制冷卻速度在5-8℃/s，使殘余的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)镸氏體，最終獲得B氏體+M氏體的優(yōu)良基體組織，其中，B氏體的體積分?jǐn)?shù)為40%-50%。經(jīng)本發(fā)明工藝方法處理的中風(fēng)壓沖擊鉆頭，其性能指標(biāo)件表1。

采用本發(fā)明的制備工藝，在保持中風(fēng)壓沖擊鉆頭材料XGQ25鋼的優(yōu)良基體組織以及優(yōu)良綜合機(jī)械性能的前提下，有效縮短了中風(fēng)壓沖擊鉆頭的生產(chǎn)周期，由原來的15小時左右縮短至現(xiàn)在的5小時左右；從而大幅度節(jié)約電費(fèi)及人工費(fèi)，帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。按每1.5T/爐算，每爐節(jié)約正火電費(fèi)600元左右，高溫回火電費(fèi)500元左右，人工工資400元。

綜上所述，本發(fā)明工藝方法簡單、操作方便、生產(chǎn)流程短、生產(chǎn)成本低、制備的鉆頭綜合機(jī)械性能良好、完全可滿足實(shí)際工況的要求。可取代現(xiàn)有中風(fēng)壓沖擊鉆頭工藝，經(jīng)濟(jì)效益顯著，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

附圖1為現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的中風(fēng)壓沖擊鉆頭金相組織圖片（X400）。

附圖2為本發(fā)明方法生產(chǎn)的中風(fēng)壓沖擊鉆頭金相組織圖片（X400）。