[發(fā)明專利]一種鋼管淬火方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711474051.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN109988890A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳紅霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳紅霞
• 主分類號(hào): C21D1/18
• 分類號(hào): C21D1/18;C21D1/667;C21D9/08
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本發(fā)明公開了一種鋼管淬火方法，該方法首先按照設(shè)定的內(nèi)噴延時(shí)時(shí)間對(duì)位于水淬系統(tǒng)中的鋼管的內(nèi)表面進(jìn)行冷卻，然后再同時(shí)對(duì)鋼管的內(nèi)外表面冷卻，以控制所述鋼管的內(nèi)外表面溫差不大于30℃，當(dāng)鋼管的溫度冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)停止對(duì)鋼管的內(nèi)外表面的冷卻處理。該方法能夠有效地控制其內(nèi)外表冷卻速度，從而達(dá)到減少水淬開裂風(fēng)險(xiǎn)及縮小截面硬度差的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)縫鋼管整體水淬領(lǐng)域，具體涉及一種鋼管淬火方法。

背景技術(shù)

在鋼管的調(diào)質(zhì)處理過(guò)程中，對(duì)于具有重要用途的鋼管產(chǎn)品，如油井管、鍋爐管等，為了獲得理想的力學(xué)性能一般均需要淬火處理，冷卻作為淬火處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)對(duì)于鋼管熱處理的生產(chǎn)效率、最終產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益都具有重要的影響。通過(guò)對(duì)無(wú)縫鋼管的水淬火處理，可以提高鋼管的硬度和耐磨性；或者淬火與不同溫度的回火配合可以大幅度提高鋼管韌性及疲勞強(qiáng)度，從而獲得綜合機(jī)械性能較好的鋼管。

在鋼管的各種淬火技術(shù)中，水作為淬火介質(zhì)可以減少環(huán)境污染、降低鋼管成本、提高管材性能。無(wú)縫鋼管整體水淬實(shí)用技術(shù)已大量應(yīng)用于較強(qiáng)淬透性的中碳CrMo系列鋼管淬火生產(chǎn)，主要設(shè)備為臥式鋼管淬火機(jī)、水循環(huán)系統(tǒng)等，目前，國(guó)內(nèi)外常用的水淬主要有浸漬、浸漬加內(nèi)軸向噴射（即內(nèi)噴外浸式）、外表面層流噴射以及外表面層流冷卻加內(nèi)軸向噴射（即內(nèi)噴外淋式）四種方式，其中內(nèi)噴外浸式和內(nèi)噴外淋式兩種冷卻效果較好些，使用范圍也較廣泛。在水淬技術(shù)的改進(jìn)方面目前更多的是針對(duì)水淬火設(shè)備的改進(jìn)，比如文獻(xiàn)“無(wú)縫鋼管水淬火設(shè)備的設(shè)計(jì)和應(yīng)用”（徐向紅、楊立坤、祖家樂，《冶金設(shè)備》，2010年02期）中采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的“外淋+旋轉(zhuǎn)+內(nèi)噴”淬火工藝，對(duì)水淬火設(shè)備進(jìn)行了大量的結(jié)構(gòu)改造、技術(shù)創(chuàng)新，有效的提高了鋼管的精度和機(jī)械性能，大大減少了淬裂、彎曲、橢圓等缺陷。對(duì)于內(nèi)噴外浸式和內(nèi)噴外淋式兩種水淬方式，目前行業(yè)內(nèi)均采用內(nèi)外冷卻同時(shí)進(jìn)行的方式，即對(duì)于內(nèi)噴時(shí)間、外浸（淋）時(shí)間、內(nèi)噴與外浸（淋）之間的動(dòng)作時(shí)序沒有系統(tǒng)設(shè)定人工控制等缺陷，這對(duì)鋼管水淬后開裂及截面硬度不均有很大影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種鋼管淬火方法，該方法適用于內(nèi)噴外浸式和內(nèi)噴外淋式兩種水淬方式。

由于鋼管水淬開裂及截面硬度不均多為水淬時(shí)內(nèi)外表冷卻不均所致，因此本發(fā)明通過(guò)獨(dú)立控制內(nèi)噴和外浸（淋）時(shí)間，合理安排兩個(gè)工序的動(dòng)作時(shí)序，對(duì)于規(guī)格跨度較大的鋼管（比如外徑76-273mm，壁厚7-80mm）而言，能夠有效地控制其內(nèi)外表冷卻速度，從而達(dá)到減少水淬開裂風(fēng)險(xiǎn)及縮小截面硬度差的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種鋼管淬火方法，為了盡可能縮小鋼管內(nèi)外表冷卻不均，本發(fā)明通過(guò)根據(jù)來(lái)料規(guī)格，選擇不同的內(nèi)噴延時(shí)時(shí)間（即從內(nèi)噴到開始外浸（淋）的時(shí)間）來(lái)實(shí)現(xiàn)，隨著鋼管壁厚增加，其內(nèi)噴延時(shí)時(shí)間也逐漸增加，從而保證水淬后內(nèi)外表溫差盡可能小，一般控制在30℃以內(nèi)。該方法具體如下：

首先按照設(shè)定的內(nèi)噴延時(shí)時(shí)間對(duì)位于水淬系統(tǒng)中的鋼管的內(nèi)表面進(jìn)行冷卻，然后再同時(shí)對(duì)鋼管的內(nèi)外表面冷卻，以控制所述鋼管的內(nèi)外表面溫差不大于30℃，當(dāng)鋼管的溫度冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)停止對(duì)鋼管的內(nèi)外表面的冷卻處理。

在上述方法中，所述水淬系統(tǒng)是本領(lǐng)域內(nèi)常用的內(nèi)噴外浸式或內(nèi)噴外淋式水淬系統(tǒng)，例如在專利號(hào)為ZL201020117079.3的實(shí)用新型專利中所記載的外淋內(nèi)噴式水淬系統(tǒng)。

在上述方法中，所述鋼管的外徑優(yōu)選為76-273mm，壁厚優(yōu)選為7-80mm。

在上述方法中，所述設(shè)定的內(nèi)噴延時(shí)時(shí)間優(yōu)選為1-40s，內(nèi)噴延時(shí)時(shí)間隨著鋼管壁厚的增加而增加。

在上述方法中，優(yōu)選所述鋼管的材質(zhì)為4330VMOD或13Cr。