一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105671280A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610056441.2B21J5/00(2006.01)(2006.01)(22)申请日2016.01.27B21J5/02B21J5/08(2006.01)南京工程学院(71)申请人B21J1/06(2006.01)地址211167江苏省南京市江宁科学园弘景大道1号(72)发明人巨佳王章忠张保森巴志新毛向阳毛麒童(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林王玉(51)Int.Cl.C21D8/00(2006.01)B22D18/02(2006.01)C21D1/25(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法(57)摘要本发明公开了一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，包括以下步骤：以F22合金钢和Fe-Ga中间合金为原料，在中频电炉冶炼成优质钢水，然后在液压机上进行液态模锻，并在1200℃左右脱模，采用自由锻加束缚锻的复合锻造方式对坯料进行锻造，得到二次锻坯；然后对二次锻坯采用水冷-空冷两次循环交替方式进行淬火热处理；最后，对淬火后的二次锻造坯采用回火-水冷-再回火-再水冷的二次回火处理，即得到所述深海采油树关键部位用钢锻件。本发明的锻造工艺与热处理工艺的组合有效地防止了形状复杂的大锻件淬火开裂，而且制造的深海采油树关键部件用钢锻件的综合力学性能尤其是低温韧性大幅度提高，能很好地适用于深海低温工况环境。CN105671280ACN105671280A权利要求书1/1页1.一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于，采用特种钢材为原料，在中频电炉中冶炼成优质钢水，然后在液压机上进行液态模锻，并在1200℃进行脱模，脱模后立即采用自由锻+束缚锻终锻成型，具体步骤如下：（1）配料：采用F22合金钢和Fe-Ga中间合金为原料，按重量10:1进行配料；（2）冶炼：采用中频电炉将原料冶炼成优质钢水；（3）液态模锻：将冶炼好的钢水倒入充满氮气的气压浇铸保温炉内进行保温；再将保温炉内钢水浇铸到液态模锻机模具中进行液态模锻，浇铸前要将模具进行预热至300~400℃，当坯件温度在1200℃时立即脱模；（4）终锻成型：将脱模后的高温坯件立即采用自由锻镦粗-拔长-二次镦粗-二次拔长；然后再采用自由锻在径向束缚条件下镦粗-拔长-二次镦粗-二次拔长；（5）性能热处理：利用束缚锻造后的锻坯温度进行水冷-空冷交替循环两次淬火，然后再回火-水冷，得到深海采油树关键部件用钢锻件。2.如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于：上述步骤（2）中，钢水冶炼完毕后，进行吹氩净化。3.如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于：上述步骤（3）中，所述液态模锻机模具采用内层为高温合金的复合模具，浇铸过程中用循环水冷却模具，通过调节冷却水流量、压力使模具温度控制在500℃以内。4.如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于：上述步骤（4）中，采用自由锻进行初次锻造得到一次锻造坯，锻造始锻温度为1200℃，终锻温度为800℃，锻造比大于3.5:1。5.如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于：上述步骤（4）中，采用自由束缚锻再次进行锻造，得到二次锻造坯，锻造始锻温度为1150℃，终锻温度为950℃，锻造比大于3:1。6.如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于：上述步骤（5）中，水冷-空冷交替循环两次淬火，入水冷却时间t按照经验公式t=K×D来估算，式中，钢铁材料系数K为1~4s/mm，D为锻件的直径，单位mm；空气冷却时间为入水冷却时间的5.0~20.0倍，开始时淬火的水温低于20℃，结束时淬火的水温低于50℃。7.如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于：上述步骤（5）中，水冷-空冷交替循环两次淬火，水冷时对水进行搅拌处理，其中，水的搅拌流速不小于0.5m/s。8.如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于：上述步骤（5）中，对淬火后的二次锻造坯采用在650℃、保温3h回火-水冷至室温-再650℃、保温3h回火-再水冷至室温的二次回火处理。2CN105671280A说明书1/5页一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，属于金属锻造与热处理领域。背景技术[0002]海洋油气资源的开发能力由海洋油气开发装备的先进性所决定，研制拥有我国自主知识产权的海