三牙轮钻头牙爪的热处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103352111A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103352111103352111A(43)申请公布日2013.10.16(21)申请号201310252911.9(22)申请日2013.06.24(71)申请人湖北鸣利来冶金机械科技有限公司地址438000湖北省黄冈市南湖工业园南湖路188号(72)发明人沈劲松(51)Int.Cl.C21D9/22(2006.01)C21D1/18(2006.01)C23C8/22(2006.01)C23F17/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图1页附图1页(54)发明名称三牙轮钻头牙爪的热处理方法(57)摘要本发明涉及一种三牙轮钻头牙爪的热处理方法，包括渗碳、第一次淬火、第二次淬火和回火处理。本发明的热处理方法与现有技术相比采用了两次淬火工艺，第一次淬火提高了牙爪心部韧性，第二次淬火改善牙爪表层的金相组织结构和机械性能；本发明的热处理方法与现有技术中碳势为0.95-1.05%的低浓度渗碳相比，提高了渗碳浓度至1.15-1.4%，增加了牙爪的渗碳深度。CN103352111ACN10352ACN103352111A权利要求书1/1页1.一种三牙轮钻头牙爪的热处理方法，包括如下步骤：渗碳处理：将牙爪置于渗碳炉，在碳势为1.15-1.4%的渗碳气氛下进行渗碳处理；第一次淬火：将所述高浓度渗碳处理后的牙爪置于淬火炉，升温至900-920℃，保温，出炉浸入淬火油中冷却至室温；第二次淬火：将所述第一次淬火处理后的牙爪置于淬火炉，升温至810-830℃，保温，出炉浸入淬火油中冷却至室温；回火：将所述第二次淬火处理后的牙爪置于回火炉里，升温至160-180℃，保温，出炉空冷至室温。2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述第一次淬火处理的温度为910℃。3.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述第二次淬火处理的温度为820℃。4.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述回火处理的温度为170℃。5.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述渗碳处理包括：a、将牙爪置于渗碳炉，在碳势为1.3-1.4%的渗碳气氛下、温度为900-930℃的条件下进行渗碳处理；b、将步骤a处理后的牙爪在碳势为1.15-1.2%的渗碳气氛下、温度为900-930℃的条件下进行扩散处理；c、将步骤b处理后的牙爪在碳势为1.15-1.2%的渗碳气氛下降温至840-860℃，出炉空冷至室温。2CN103352111A说明书1/6页三牙轮钻头牙爪的热处理方法【技术领域】[0001]本发明涉及一种热处理方法，具体涉及一种矿用三牙轮钻头的牙爪的热处理方法。【背景技术】[0002]三牙轮钻头是矿石开采中用于钻孔的关键工具，广泛应用于石油、天然气的勘探、开采。目前，三牙轮钻头在装配过程中牙轮内腔、牙爪轴颈和滚动体组成类似轴承结构，牙爪用来支撑牙轮。由于矿用三牙轮钻头工作环境比较恶劣，因此使用寿命普遍较短，影响三牙轮钻头的使用寿命的关键因素为上述类似轴承结构的耐磨性，而上述类似轴承结构的耐磨性能主要取决于牙爪的机械性能。也就是说，牙爪的机械性能决定了牙轮钻头的使用寿命。在制备牙爪的过程中，需要对其进行热处理以提高其机械性能。[0003]目前，典型的用于制备三牙轮钻头牙爪的材料是美国牌号为E30的材料，相当于国内的15CrNiMo，其主要成分以重量百分比计包括：0.12-0.17%的C、0.70-0.90%的Mn、0.15-0.35%的Si、0.70-1.00%的Ni、0.45-0.65%的Cr、0.45-0.60%Mo、≤0.20%的Cu、≤0.035%的P、≤0.020%的的S，余量Fe。该材料经过热处理后，表面具有很高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度，机械性能提高。现有技术中，对牙爪进行热处理时，通常采用一次淬火工艺，无法完全消除牙爪中存在的金相组织缺陷，具有残余奥氏体较多、碳化物较多并呈网状、晶粒粗大等缺陷，严重影响了牙爪的机械强度，进而降低了三牙轮钻头的使用寿命。【发明内容】[0004]本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种矿用三牙轮钻头的热处理方法，改善了牙爪表面金相组织结构，增加了牙爪的硬度。[0005]本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：[0006]一种三牙轮钻头牙爪的热处理方法，包括如下步骤：[0007]渗碳处理：将牙爪置于渗碳炉，在碳势为1.15-1.4%的渗碳气氛下进行渗碳处理；[0008]第一次淬火：将所述高浓度渗碳处理后的牙爪置于淬火炉，升温至900-920℃，保温，出炉浸入淬火油中冷却至室温；[0009]第二次淬火：将所述第一次淬火处理后的牙爪置于淬火炉，升温