[發明專利]一種深海采油樹關鍵部件用鋼鍛件的制造方法

有效

• 申請號: 201610056441.2
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105671280B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 巨佳;王章忠;張保森;巴志新;毛向陽;毛麒童
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: C21D8/00
• 分類號: C21D8/00;B22D18/02;C21D1/25;B21J5/00;B21J5/02;B21J5/08;B21J1/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,王玉

1.一種深海采油樹關鍵部件用鋼鍛件的制造方法，其特征在于，采用特種鋼材為原料，在中頻電爐中冶煉成優質鋼水，然后在液壓機上進行液態模鍛，并在1200℃進行脫模，脫模后立即采用自由鍛+束縛鍛終鍛成型，具體步驟如下：

（1）配料：采用F22合金鋼和Fe-Ga中間合金為原料，按重量10:1進行配料；其中Fe-Ga中間合金中的Fe、Ga原子比，即Fe:Ga原子比范圍為：1:3~3:1；

（2）冶煉：采用中頻電爐將原料冶煉成優質鋼水；

（3）液態模鍛：將冶煉好的鋼水倒入充滿氮氣的氣壓澆鑄保溫爐內進行保溫；再將保溫爐內鋼水澆鑄到液態模鍛機模具中進行液態模鍛，澆鑄前要將模具進行預熱至300~400℃，當坯件溫度在1200℃時立即脫模；

（4）終鍛成型：將脫模后的高溫坯件立即采用自由鍛鐓粗-拔長-二次鐓粗-二次拔長，鍛造始鍛溫度為1200℃，終鍛溫度為800℃，鍛造比大于3.5:1；然后再采用自由鍛在徑向束縛條件下鐓粗-拔長-二次鐓粗-二次拔長，鍛造始鍛溫度為1150℃，終鍛溫度為950℃，鍛造比大于3:1；

（5）性能熱處理：利用束縛鍛造后的鍛坯溫度進行水冷-空冷交替循環兩次淬火，然后再回火-水冷，得到深海采油樹關鍵部件用鋼鍛件。

2.如權利要求1所述的一種深海采油樹關鍵部件用鋼鍛件的制造方法，其特征在于：上述步驟（2）中，鋼水冶煉完畢后，進行吹氬凈化。

3.如權利要求1所述的一種深海采油樹關鍵部件用鋼鍛件的制造方法，其特征在于：上述步驟（3）中，所述液態模鍛機模具采用內層為高溫合金的復合模具，澆鑄過程中用循環水冷卻模具，通過調節冷卻水流量、壓力使模具溫度控制在500℃以內。

4.如權利要求1所述的一種深海采油樹關鍵部件用鋼鍛件的制造方法，其特征在于：上述步驟（5）中，水冷-空冷交替循環兩次淬火，入水冷卻時間t按照經驗公式t=K×D來估算，式中，鋼鐵材料系數K為1~4s/mm，D為鍛件的直徑，單位mm；空氣冷卻時間為入水冷卻時間的5.0~20.0倍，開始時淬火的水溫低于20℃，結束時淬火的水溫低于50℃。

5. 如權利要求1所述的一種深海采油樹關鍵部件用鋼鍛件的制造方法，其特征在于：上述步驟（5）中，水冷-空冷交替循環兩次淬火，水冷時對水進行攪拌處理，其中，水的攪拌流速不小于0. 5 m/s。

6.如權利要求1所述的一種深海采油樹關鍵部件用鋼鍛件的制造方法，其特征在于：上述步驟（5）中，對淬火后的二次鍛造坯采用在650℃、保溫3h回火-水冷至室溫-再650℃、保溫3h回火-再水冷至室溫的二次回火處理。