海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102029347A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102029347A(43)申请公布日2011.04.27(21)申请号201010610746.6(22)申请日2010.12.29(71)申请人中原特钢股份有限公司地址454685河南省济源市承留镇小寨村(72)发明人王立新姚伟高全德崔晓宁薛正国徐玉贵(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙)41104代理人田小伍黄伟(51)Int.Cl.B21K1/06(2006.01)C22C38/44(2006.01)C22C33/04(2006.01)C21D8/00(2006.01)C21D9/32(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法(57)摘要本发明属于海洋钻井设备技术领域，特别涉及一种海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法。包括冶炼、锻造成形、热处理工序，冶炼时依次采用碱性电弧炉冶炼、钢包真空精炼；锻造时成形采用镦粗+拔长，齿轮部分采用局部镦粗成形，获得连续的与齿面趋于一致的纤维流线；热处理采用正火+调质，采用空、水间歇的方式进行淬火冷却、之后油冷，最后高温回火。利用本发明制造的齿轮轴锻件可以满足高强度和低温韧性的要求，轮齿间硬度高且均匀，能有效提高轮齿的接触疲劳强度，提高齿轮的寿命。CN1029347ACCNN110202934702029349A权利要求书1/1页1.海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法，包括冶炼、锻造成形、热处理工序，其特征在于，原料质量百分组成如下：C0.37-0.44%，Si0.15-0.40%，Mn0.50-0.80%，Ni1.90-3.50%，Cr0.60-0.90%，Mo0.20-0.30%，S≤0.035%，P≤0.035%，余量为铁；冶炼时依次采用碱性电弧炉冶炼、钢包真空精炼；锻造时成形采用镦粗+拔长，齿轮部分采用局部镦粗成形，获得连续的与齿面趋于一致的纤维流线；热处理采用正火+调质，采用空、水间歇的方式进行淬火冷却、之后油冷，最后高温回火。2.如权利要求1所述的海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法，其特征在于，冶炼时控制出钢温度为1530～1570℃，出钢前采用氩气搅拌钢液，出钢镇静后采用氩气保护浇注，钢锭脱模后热送锻造。3.如权利要求2所述的海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法，其特征在于，锻造过程如下：钢锭返炉加热，加热炉温度为1150～1250℃，加热1～4h；锻造时确保始锻温度为1000～1200℃，终锻温度750～850℃，采用镦粗+拔长+局部镦粗的成形工序，严格控制每个工步的送进量和压下量，送进量250-500mm，压下量100-400mm。4.如权利要求3所述的海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法，其特征在于，成形时首先镦粗至高度为600-900mm，直径为1000-1300mm，然后拔长至直径为600-800mm，齿轮盘最终局部镦粗至直径为1000-1500mm。5.如权利要求1-4之一所述的海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法，其特征在于，热处理时正火温度为850～950℃，均温结束后，保温时间为0.5～1.5小时/100mm。6.如权利要求5所述的海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法，其特征在于，调质处理的淬火温度采用850～950℃，保温时间采用0.5～1.5小时/100mm。7.如权利要求6所述的海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法，其特征在于，淬火冷却步骤如下：先水冷10～30min，然后空冷1～4min,再入水冷却10～20min。8.如权利要求7所述的海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法，其特征在于，空、水间歇冷却后，当锻件温度为200～400℃时油冷60～90min。9.如权利要求8所述的海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法，其特征在于，在500～600℃进行高温回火。2CCNN110202934702029349A说明书1/5页海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法技术领域[0001]本发明属于海洋钻井设备技术领域，特别涉及一种海洋钻井平台用齿轮轴锻件的制造方法。背景技术[0002]随着世界能源危机的加剧，能源短缺已经成为生产力发展的瓶颈，陆地石油资源的枯竭，迫使对石油开采由陆地向深海领域开展，海上石油的开采主要依靠钻井平台，自升式钻井平台是目前广泛采用的钻井平台之一，其升降系统主要是依靠齿轮与齿条的啮合传递动力，带动整个平台的升降，每一轮齿有效升力达420吨以上，因此对齿轮轴锻件要求有高的强度来满足轮齿的承载力，高纬度地区深海环境对材料的低温脆性也提出苛刻的要求，每一钻井平台的寿命为25～30年。[0003]目前国内对深海领域的自升式钻井平台处于研发阶段，关键技术及平台建造材料仍受控于国外。在世界范围内