焊接式加重钻杆接头热处理工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103233113A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103233113103233113A(43)申请公布日2013.08.07(21)申请号201310152738.5(22)申请日2013.04.28(71)申请人江苏曙光石油钻采设备有限公司地址225505江苏省泰州市姜堰区曙光大道18号(72)发明人张正荣张希平蒋后平杨爱华(51)Int.Cl.C21D9/50(2006.01)C21D1/18(2006.01)C21D1/50(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书2页说明书2页(54)发明名称焊接式加重钻杆接头热处理工艺(57)摘要本发明公开了一种焊接式加重钻杆接头热处理工艺，它包括将工件顺序装入箱式淬火炉中，立置大间距安放，炉温升至860℃～890℃后保温至少60分钟，在工件出炉前先搅动淬火油，油温控制在80℃±1℃；然后将工件从炉中取出即投入到淬火油中淬火，工件在淬火油中冷却至少10分钟。在工件在淬火后3.5小时内进行回火处理，回火炉升温至600℃～630℃，保温至少120分钟，最后从回火炉中取出工件即投入到水槽中冷却至常温。本发明主要通过降低淬火上限温度和增加保温时间等一系列技术措施来达到提高淬火质量的目的，从而避免发生开裂问题。CN103233113ACN1032ACN103233113A权利要求书1/1页1.一种焊接式加重钻杆接头热处理工艺，其特征在于它按以下步骤进行作业：a.装炉：将工件顺序装入箱式淬火炉中，立置的工件以焊颈端朝下，周边及上层间距在26mm～40mm；b.淬火：b1、炉温升至860℃～890℃后保温至少60分钟；b2、在工件出炉前5～10分钟搅动已备好的淬火油，油温控制在80℃±1℃；b3、工件从炉后室取出即投入到淬火油中淬火，工件在淬火油中冷却至少10分钟；c.回火：c1、工件在淬火后3.5小时内进行回火处理，回火炉升温至600℃～630℃，保温至少120分钟；c2、从回火炉中取出工件即投入到水槽中冷却至常温。2.根据权利要求1所述的焊接式加重钻杆接头热处理工艺，其特征在于：所述淬火温度为870±5℃，回火温度为610±5℃。2CN103233113A说明书1/2页焊接式加重钻杆接头热处理工艺技术领域[0001]本发明涉及一种金属热处理工艺，特别是一种用AISI4145材质制造的焊接式加重钻杆接头热处理工艺。背景技术[0002]焊接式加重钻杆接头是一种两端分别设有内、外管螺纹接头的厚壁管，与钻杆连接后构成上下节直联结构。钻井时钻杆接头的工况十分复杂，既起到上下节连接作用，还直接传递扭矩和承受冲击力，所以钻杆接头必须要有足够的强度和良好的韧性。本行业普遍应用AISI4145钢制造焊接式加重钻杆接头，AISI4145钢属于优质高强度合金钢，经淬火处理后能够大幅度提高机械性能。但是，该材质含碳偏高，淬透性强，使用常规热处理工艺易产生开裂问题，产品热处理合格率仅75%左右。总的来说，现有热处理工艺的淬火温度上限值偏高，保温时间短，再加上冷却速度过快，淬火后产生的内应力是诱发开裂的重要因素之一。发明内容[0003]本发明主要针对AISI4145材质应用常规热处理工艺易产生开裂的问题，提出一种工艺参数合理、规范，易操作的焊接式加重钻杆接头热处理工艺，该工艺主要通过降低淬火上限温度和增加保温时间以及选择合适的冷却介质，控制冷却速度等一系列技术措施来达到提高淬火质量的目的。[0004]本发明通过下述技术方案实现技术目标。[0005]焊接式加重钻杆接头热处理工艺，改进之处在于它按以下步骤进行作业：a.装炉：将工件顺序装入箱式淬火炉中，立置的工件以焊颈端朝下，周边及上层间距在26mm～40mm。b.淬火：b1、炉温升至860℃～890℃后保温至少60分钟。b2、在工件出炉前5～10分钟搅动已备好的淬火油，油温控制在80℃±1℃。b3、工件从炉后室取出即投入到淬火油中淬火，工件在淬火油中冷却至少10分钟。c.回火：c1、工件在淬火后3.5小时内进行回火处理，回火炉升温至600℃～630℃，保温至少120分钟。c2、从回火炉中取出工件即投入到水槽中冷却至常温。[0006]本发明中淬火温度优选值为870±5℃，回火温度优选值为610±5℃。[0007]本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：1、工艺过程简便，工艺参数合理，可操作性强；2、通过适当降低淬火上限温度，在不减小硬度和强度性能指标的情况下，有效减少材料开裂的可能性；3、适当延长保温时间，有利于改善材料组织结构，细化晶粒，有利于提高接头性能的稳定性和均匀性。[0008]4、选择KR218淬火油作为淬火冷却介质，能有效控制淬火冷却速度，防止开裂。3CN103233113A