[發明專利]一種活動彎頭低溫沖擊吸收功高的化學熱處理工藝

在審

• 申請號: 202210520333.1
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN114959549A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王國良;張傳芳;趙向坤
• 申請（專利權）人: 山東宏豐智能裝備有限公司;山東威瑪裝備科技股份有限公司
• 主分類號: C23C8/20
• 分類號: C23C8/20;C21D1/18;C21D9/08
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 鄭向群

一種活動彎頭低溫沖擊吸收功高的化學熱處理工藝，包括如下步驟：S1精加工：將制備為高壓管匯的毛坯先經初粗加工，半精加工，精加工和磁粉探傷以及打磨后作為工件備用；S2滲碳處理；S3淬火處理；S4回火處理；其優點是：1、提高材料抗拉強，提高彎頭的使用壽命；2、保持彎頭芯部材料良好的機械性能；3、改善了現有高壓管匯低溫沖擊吸收功不高的缺點，硬度、耐磨性顯著提高，延長了使用壽命。

技術領域

本發明涉及壓裂管匯的加工處理工藝，尤其是一種活動彎頭低溫沖擊吸收功高的化學熱處理工藝。

背景技術

高壓管匯，是將各種高壓流體控制元件進行組合，從而組裝出各種功能和用途的管匯裝置，如鉆井液管匯、固井管匯、壓裂管匯等。高壓管匯主要用于油田固井、壓裂、酸化測試等施工作業用的管線上，尤其以壓裂管匯承受的高壓達到140MPa。由于壓裂管匯承受較高的沖擊壓力和交變載荷、輸送各種帶固相的腐蝕性液體，其工作環境十分惡劣，管壁腐蝕嚴重，加之材料不可避免地存在一些微觀缺陷，在高壓下極易發生爆裂，導致壓裂液泄漏噴射，危及人身和設備安全，帶來很大的事故隱患。

再者，隨著石油及頁巖氣的開采進一步向縱深方向發展，對管匯的壓力等級要求也越來越高。據不完全統計，2014～2015年，管匯件在各大油田壓裂施工作業中出現活動接頭、歧管頭、由壬、短接、三通、四通、旋塞閥以及整體接頭刺穿、爆裂的質量問題高達三十多次。失效原因主要是材料經一般熱處理后，綜合機械性不能滿足使用要求，并且材料純凈度差，產品的耐磨性和沖擊韌性不足。且據現場技術分析，高壓管匯元件工作時由于承受高壓載荷，厚度磨損較大，隨著使用年限的增長，容易發生疲勞斷裂。與國外同類產品相比，國內高壓管匯產品硬度偏低、耐磨性較差、使用壽命較短。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術存在的不足，而提供一種活動彎頭低溫沖擊吸收功高的化學熱處理工藝。

本發明新的技術方案為：一種活動彎頭低溫沖擊吸收功高的化學熱處理工藝，包括如下步驟：S1、精加工：將制備為高壓管匯的毛坯先經初粗加工，半精加工，精加工和磁粉探傷以及打磨后作為工件備用；S2、滲碳處理：將步驟S1獲得的工件除滑道表面以及內壁表面以外的部位涂上防滲涂層后，將工件裝爐，再以100～150℃/h的速度將爐內溫度加熱至920～930℃滲碳，強滲碳勢為1.15～1.35％，強滲時間為4～6h；然后轉擴散，擴散碳勢0.85～0.95％，時間4～6h；在滲碳爐中冷卻至850～880℃，保溫40-60分鐘使工件處于緩冷狀態；S3、淬火處理：將步驟S3獲得的工件置于KR218光亮淬火油中，快速冷卻；S4、回火處理：將步驟S4獲得的工件取出清洗，然后置入420～430℃的爐中進行回火處理，保溫5～6小時，即獲得高抗拉度和滿足低溫沖擊功高的活動彎頭。

進一步的，優選材料，步驟S1中，所選用毛坯的原材料為SAE4715。

進一步的，步驟S2中，裝爐溫度為920～930℃。

進一步的，步驟S2中，滲碳層厚度為1.1～2.0mm，表層含碳質量分數量為0.55～0.75％，從表層至工件2mm處含碳質量分數為0.45～0.35％。

進一步的，步驟S4中，沖擊功高于110J。

進一步的，步驟S4中，回火后表面硬度達到HRC48～HRC52,抗拉強度高于820MPa。

本發明有益效果為：1、制備的彎頭滑道表面以及內表面構成少量殘余奧氏體+回火托氏體的混合組織，且表面硬度為HRC48～HRC52，提高材料抗拉強，提高彎頭的使用壽命；2、保持彎頭芯部材料良好的機械性能，且硬度為HRC25～HRC42；3、本發明中毛坯采用SAE4715原材料，改善了現有高壓管匯低溫沖擊吸收功不高的缺點，硬度、耐磨性顯著提高，延長了使用壽命。

具體實施方式