深海采油设备阀座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*CN103028912A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103028912A(43)申请公布日2013.04.10(21)申请号201210539319.2C21D1/25(2006.01)(22)申请日2012.12.13C21D9/00(2006.01)(71)申请人南京迪威尔高端制造股份有限公司地址210048江苏省南京市沿江工业开发区中山科技园(72)发明人张利龚洋道王洁(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.B23P15/00(2006.01)B21J5/06(2006.01)C21D1/28(2006.01)C21D1/18(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书99页页附图附图66页(54)发明名称深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法(57)摘要本发明公开一种深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，包括以下步骤：以铬钼低合金钢为坯料，本公司选用的坯料为AISI4130（MOD）；利用径向十字锻造方法对坯料进行锻造，得到阀座锻坯；对阀座锻坯进行扩氢热处理；对阀座锻坯进行粗加工去除锻坯黑皮，得到阀座毛坯；对阀座毛坯进行正火；对阀座毛坯利用水冷/空冷三次循环间歇淬火工艺进行淬火热处理；将经过淬火热处理后的阀座锻件加热至650-670℃并保温，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。CN103289ACN103028912A权利要求书1/2页1.一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）以铬钼低合金钢为坯料，利用径向十字锻造方法对所述坯料进行锻造，得到阀座锻坯；（2）对步骤（1）得到的阀座锻坯进行扩氢热处理；（3）对步骤（2）得到的阀座锻坯进行粗加工去除锻坯黑皮，得到阀座毛坯；（4）对步骤（3）得到的阀座毛坯进行正火；（5）对步骤（4）得到的阀座毛坯利用水冷/空冷三次循环间歇淬火工艺进行淬火热处理；（6）将经过步骤（5）处理后的阀座锻件加热至650-670℃并保温至少680分钟，出炉空冷至室温，即得到所述深海采油设备阀座用钢锻件。2.如权利要求1所述的深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，所述铬钼低合金钢包括以下质量百分比的各组分：0.28%~0.33%碳、0.15%~0.40%硅、0.40%~0.80%锰、0.80%~1.20%铬、0.15%~0.35%钼、0~0.025%磷、0~0.025%硫、0~2.0ppm氢、0~0.50%镍、0~0.035%钒、0~0.35%铜、0~1.0%残余元素：铌、钛和铝，其余为Fe。3.如权利要求1所述的深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，步骤（2）中所述径向十字锻造方法包括以下步骤：a、将坯料沿轴向镦粗；b、沿所述坯料的横断面两个相互垂直的直径方向反复镦拔；c、沿轴向拔出阀座锻坯。4.如权利要求1所述的深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，步骤（2）中所述扩氢热处理具体包括以下步骤：将步骤（1）得到的阀座锻坯进炉加热至880±20℃保温360分钟以上，空冷至300±20℃保温至少180分钟，然后再加热至650±20℃保温至少720分钟，炉冷至400±20℃出炉空冷。5.如权利要求1所述的深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，步骤（4）中所述正火具体包括以下步骤：将步骤（3）得到的阀座锻坯加热至900±20℃并保温至少420分钟后，出炉空冷至室温。6.如权利要求1所述的深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，步骤（5）中所述水冷/空冷三次循环间歇淬火工艺具体包括以下步骤：将步骤（4）正火处理后的阀座锻坯加热至淬火温度并保温，出炉，然后依次进行第一次入水冷却、第一次出水空冷、第二次入水冷却、第二次出水空冷、第三次入水冷却、第三次出水空冷、第四次入水冷却至室温，其中，第一次入水冷却的时间t按照经验公式按t=K*D估算，其中，低合金钢系数K为0.8～1.6s/mm，D为阀座锻坯的直径，D的单位为mm，t为淬火水冷时间，t的单位为秒，第一次空冷时间为第一次入水冷却时间的1/2～l/3，此后每个循环中入水冷却时间按前一个循环的0.8～0.7递减，出水空冷时间按前一循环的1.5～2递增。7.如权利要求1所述的深海采油设备阀座用钢锻件的制造方法，其特征在于，步骤（5）中所述水冷/空冷三次循环间歇淬火工艺之前，将步骤（4）得到的阀座锻坯加热至870±10℃并保温至少300分钟，降温至800±10℃保温至少120分钟，然后利用