一种深海采油设备阀座用钢及其锻件的制造方法.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CN105671431A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610054743.6C22C38/08(2006.01)(2006.01)(22)申请日2016.01.27C22C38/16C22C38/12(2006.01)南京工程学院(71)申请人C21D1/25(2006.01)211167江苏省南京市江宁科学园弘景地址B21K1/24(2006.01)大道1号B21J5/00(2006.01)(72)发明人巨佳王章忠张保森巴志新毛向阳杨柳(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.C22C38/04(2006.01)C22C38/02(2006.01)C22C38/18(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种深海采油设备阀座用钢及其锻件的制造方法(57)摘要本发明公开了一种深海采油设备阀座用钢及其锻件的制造方法，包括以下步骤：以一种专用钢材为坯料，在坯料表面涂覆一层玻璃状涂层，然后再采用自由锻加模具锻的复合锻造方式对坯料进行锻造，得到阀座的二次锻坯；对阀座锻坯进行正火，并采用冰水冷却—空气冷却—沸水冷却—普通水冷四段间歇淬火工艺对阀座锻坯进行淬火热处理；将经过淬火热处理后的阀座锻件加热至675~690℃并保温至少10小时，出炉空冷至室温，即得到深海采油设备阀座用钢锻件。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设备阀座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。CN105671431ACN105671431A权利要求书1/2页1.一种深海采油设备阀座用钢，其特征在于，所述钢各成分及其质量百分比含量为：碳0.28~0.33；硅0.15~0.35；锰0.40~0.60；硫≤0.040；磷≤0.035；铬1.10~1.80；镍≤0.030；铜≤0.030；钼0.25~0.35；钆0.20～0.40铁余量。2.一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）以上述的一种深海采油设备阀座用钢为坯料，在坯料表面涂覆一层玻璃状涂层，然后再利用自由锻方法对所述坯料进行热锻，得到阀座一次锻造坯；（2）对步骤（1）得到的阀座一次锻造坯回炉加热，然后采用模具锻造方法进行热锻，得到阀座二次锻造坯；（3）对步骤（2）得到的阀座二次锻造坯进行正火处理；（4）对步骤（3）得到的阀座二次锻造坯利用冰水冷却—空气冷却—沸水冷却—普通水冷四段间歇淬火工艺进行淬火热处理；（5）将经过步骤（4）处理后的阀座锻件加热至675~690℃并保温至少10小时，出炉空冷至室温，即得到所述深海采油设备阀座用钢锻件。3.如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（1）中所述玻璃状涂层主要成分及其质量百分比含量为：SiO250%；Al2O32%；CaO3%；黏土15%；水玻璃30%。4.如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（1）中，所述自由锻造方法包括以下步骤：将坯料沿轴向镦粗→将镦粗的坯料沿直径方向镦拔→二次镦粗→二次镦拔→三次镦粗→三次镦拔→四次镦粗→四次镦拔。5.如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（2）中，所述模具锻造方法包括以下步骤：将坯料加热到1100±10℃，并保温至少3小时→装模，锻造成型。6.如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（3）中，所述正火处理具体包括以下步骤：将步骤（2）得到的阀座锻坯加热至1000±20℃并保温至少5小时后，出炉空冷至室温。7.如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上2CN105671431A权利要求书2/2页述步骤（4）中，所述冰水冷却—空气冷却—沸水冷却—普通水冷四段间歇淬火工艺具体包括以下步骤：将步骤（3）正火处理后的阀座二次锻造坯加热至淬火温度并保温，出炉，然后依次进行入冰水冷却—出水空冷—再入沸水冷却—最后再普通水冷却至室温，其中第一次入冰水冷却时间t按照经验公式t=K×D来估算，式中，钢铁材料系数K为0.6~1.0s/mm，D为阀座锻件的直径，单位mm；空气冷却时间为第一次入冰水冷却时间的2.0~3.0倍；入沸水冷却时间为第一次入冰水冷却时间的1.5~2.5倍；最后普通水冷时间为第一次入冰水时间的20~50倍。8.如权利要求2所述的一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，上述步骤（4）中，所述冰水冷却—空气冷却—沸水冷却—普通水冷四段间歇