[發明專利]一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法

在審

• 申請號: 201410480842.1
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104481410A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 王冰
• 申請（專利權）人: 馬鞍山邦斯科自動化科技有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于刀具加工技術領域，更具體地說，涉及一種用于巖石鉆孔用鉆頭的制造方法。

背景技術

????開挖施工的過程中，經常遇到巖石地質，為克服這種地質，特別是強度達到8000psi（55Mpa）以上至45000psi（310Mpa）的中高硬質巖石，各鉆機廠家或配套廠家分別推出了各具特色的巖石鉆進系統。這些系統均采用高壓作為動力源，鉆進效果較好。對于中高硬質巖石的鉆進是不得已而采用此類系統，但對于低硬度巖石，采用此類系統成本過高，而普通的合金鉆頭卻能很好地完成鉆進的任務。目前合金鉆頭的硬度和耐磨性均較低，并且鉆頭的失效和破壞大都發生在表面或是由表面開始，這是由于工件承受的外力大部分集中在表面或由表及里依此減少，因此設法提高鉆頭表面的硬度和耐磨性是提高其使用效果和使用壽命的重要方式。

發明內容

針對現有巖石鉆頭因硬度和耐磨性不高，而造成鉆進效果差、鉆頭使用壽命短的問題，本發明提供一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，其通過改變鉆頭的毛坯組分，并通過真空滲碳技術，來對其表面進行強化，以提高其硬度和耐磨性，進而改善其使用效果、提高其使用壽命。

為解決上述問題，本發明采用如下的技術方案。

一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，包括以下步驟：

（1）鉆頭材料的準備：

鉆頭毛坯組分的質量百分比為：C：0.25-0.45%、Mn：0.35-0.60?%、Si：≦0.35%、S：≦0.02%、P：≦0.03%、Cr：≦0.10%、Ni：≦0.20%、Cu：≦0.10%，余量為Fe；

（2）毛坯的鍛造：

將坯料放在中頻感應加熱爐中加熱到始鍛溫度，再將加熱的坯料放入軋機中利用軋制模具軋成鉆頭毛坯；

（3）鍛造毛坯的初加工：

將鍛造毛坯進行退火后，在車床上進行鉆頭的初加工；

（4）鉆頭的深加工：

將經過淬火和回火后的鉆頭先去除表層氧化層，并在磨床上進行精加工；

（5）鉆頭的清洗：

將工件清洗，并放入真空滲碳爐；

（6）鉆頭的升溫及均熱：

將真空滲碳爐抽真空至67Pa后開始升溫，加熱到950-970℃，保溫10分鐘；

（7）鉆頭真空滲碳的滲碳期：

滲碳劑采用丙烷，純度大于97%，滲碳氣流量為使爐壓的增加速度為33Pa/s，直到爐內氣壓為1.45-2.55×10⁴Pa，滲碳時間為250-265分鐘；

（8）鉆頭真空滲碳的擴散期：

擴散期的真空度為15-22Pa，擴散時間為180-185分鐘；

（9）鉆頭真空滲碳后的熱處理：

滲碳完成后，零件在爐內冷卻到740-760℃，并通過液氮快速冷卻，然后出爐，其后在－60-－80℃溫度下保溫2小時，冷處理后進行160-180℃保溫2小時的回火處理。

優選的，所述的步驟（1）中，鉆頭毛坯組分的質量百分比為：C：0.35%、Mn：0.55%、Si：≦0.35%、S：≦0.02%、P：≦0.03%、Cr：≦0.10%、Ni：≦0.20%、Cu：≦0.10%，余量為Fe。

優選的，所述的步驟（7）中，爐內氣壓為2.25×10⁴Pa，滲碳時間為250分鐘。

優選的，所述的步驟（8）中，擴散期的真空度為18Pa，擴散時間為180分鐘。

相比于現有技術，本發明的有益效果為：

（1）本發明通過改變鉆頭的毛坯組分，并通過真空滲碳技術，來對其表面進行強化，提高其硬度和耐磨性，進而改善了其使用效果、提高了其使用壽命。

（2）本發明方法簡單，成本低，加工容易。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細描述。

實施例1

一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，包括以下步驟：

（1）鉆頭材料的準備：

鉆頭毛坯組分的質量百分比為：C：0.35%、Mn：0.55%、Si：≦0.35%、S：≦0.02%、P：≦0.03%、Cr：≦0.10%、Ni：≦0.20%、Cu：≦0.10%，余量為Fe；

（2）毛坯的鍛造：

將坯料放在中頻感應加熱爐中加熱到始鍛溫度，再將加熱的坯料放入軋機中利用軋制模具軋成鉆頭毛坯；

（3）鍛造毛坯的初加工：

將鍛造毛坯進行退火后，在車床上進行鉆頭的初加工；