深海采油设备液压缸用钢锻件锻坯制造工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102319845A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102319845A(43)申请公布日2012.01.18(21)申请号201110162480.8(22)申请日2011.06.16(71)申请人南京迪威尔重型锻造股份有限公司地址210048江苏省南京市六合区沿江工业开发区中山科技园(72)发明人张利徐元生(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人程化铭(51)Int.Cl.B21J1/00(2006.01)C22C38/48(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称深海采油设备液压缸用钢锻件锻坯制造工艺(57)摘要一种深海采油设备液压缸用钢锻件锻坯制造工艺：以马氏体沉淀硬化型不锈钢为钢锻件材料，选择方锭，加热至1180℃，沿钢锭长度方向开坯，得八方截面钢坯，锻造比为2.0~2.2，八方截面钢坯加热至1040℃，保温360分钟，油冷至32℃以下，取中段作为坯料，在始锻温度1150℃，终锻温度990℃对坯料进行轴向镦粗，镦至原坯料高度的一半时，对镦粗后的坯料进行原轴向八方截面拔长，拔至原坯料长度时再进行轴向镦粗，镦至原坯料高度的一半时再对镦粗后的坯料进行原轴向八方截面拔长，拔至原坯料长度时，对坯料沿轴向锻打整形，使总锻造比为5.5，得矩形锻件，空冷至340~360℃再进炉保温120分钟炉冷至室温。CN10239845ACCNN110231984502319848A权利要求书1/1页1.一种深海采油设备液压缸用钢锻件锻坯制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤①：以马氏体沉淀硬化型不锈钢为钢锻件材料，所述的马氏体沉淀硬化型不锈钢包括碳、硅、锰、铬、镍、铜、铌、磷及硫，其质量百分比为，碳0.04%～0.07%、硅0.001%～0.60%、锰0.80%～1.00%、铬14.00%～14.50%、镍5.00%～5.50%、铜2.50%～4.00%、铌0.15%～0.25%，磷≤0.035%、硫≤0.025%，并且，铬当量为14.08%～15.52%，镍当量为6.60%～8.10%，步骤②：根据钢锻件锻坯尺寸，选择方锭，进炉加热至1180℃后，在自由锻锤上沿钢锭长度方向开坯拔料，得到八方截面钢坯，锻造比为2.0~2.2，步骤③：八方截面钢坯进炉加热至1040℃，保温360分钟，油冷至32℃以下，并进行锯切，取中间段作为坯料，步骤④：将坯料进炉加热，在始锻温度1150℃，终锻温度为990℃对坯料进行轴向镦粗，镦至原坯料高度的一半时，再对镦粗后的坯料进行原轴向八方截面拔长，拔至原坯料长度时再进行轴向镦粗，再镦至原坯料高度的一半时再对镦粗后的坯料进行原轴向八方截面拔长，拔至原坯料长度时，得到压实锻透的坯料，步骤⑤：对压实锻透的坯料沿轴向锻打、整形，使总锻造比为5.5，最终得到矩形锻件，步骤⑥：锻后空冷至340~360℃再进炉保温120分钟炉冷至室温。2CCNN110231984502319848A说明书1/6页深海采油设备液压缸用钢锻件锻坯制造工艺技术领域[0001]本发明属于一种深海采油设备液压缸用钢锻件锻坯制造工艺，其制造工艺是液压缸用钢的化学成分优化与锻造工艺及中间工序热处理的一种组合。背景技术[0002]液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸也广泛应用于海洋油气开采系统，如海上采油平台液压抽油机、海洋石油平台水下夹桩器、液压缸深海取芯钻机、井下液压增压器、防喷器的液控系统、修井水龙头拆卸器等等。[0003]液压缸除需承受高压液体的作用外，还要考虑液压介质对缸体内壁的腐蚀，柱塞或活塞与缸体内壁的磨损。对于大、中型液压缸要求缸体材料的强度高，韧性好，通常选用MnMo、SiMn、CrMo类低合金钢或CrNi型不锈钢。本例液压缸锻件主要用于海洋和深海采油系统，除必须适应海洋各种恶劣的工况条件之外，还必须保证液压缸服役于海洋采油平台，特别是服役于海底井口各采油设备期间，具有可靠的执行动作稳定性和运行安全性，具备预期的安全运行寿命。为此，我们选用马氏体沉淀硬化型不锈钢15-5PH作为液压缸的制造材料。[0004]15-5PH属于马氏体沉淀硬化型不锈钢，合金元素Cr、Ni含量高，锻造温度范围较窄，一般只有170℃（即1150～980℃），变形抗力高。15-5PH马氏体沉淀硬化型不锈钢含有一定数量的高温铁素体，即δ铁素体。由于δ铁素体的存在，降低了钢的高温塑性，经受大量变形时，会因δ相和γ（奥氏体）相的强度不同而发生相界面撕裂形成锻造裂纹。因此特别在锻造截面较大尺寸的液压缸锻件（540×37