[发明专利]潜孔冲击器活塞的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的热处理工艺，特别涉及潜孔冲击器活塞的热处理工艺。

背景技术

潜孔冲击是钻车的凿岩装置，其性能的优劣决定着钻车的工作效率，是整台钻车的关键部件。而冲击器的性能好坏和使用寿命的长短则取决于活塞的性能，因此，冲击器的活塞便是整台钻车的关键零件。现在钻车上所装的活塞因其材料选用不当和热处理工艺不合理，导致活塞性能不佳，使用过程中易产生裂纹以至发生断裂，使用寿命不长，需要不时换件，直接影响着钻车的工作性能和凿岩效率。

发明内容

本发明针对现用活塞存在的问题，经试验、研究，提供一种较理想的活塞材料及该材料所制活塞的热处理工艺，以提高活塞的综合性能和使用寿命。

本发明采取的技术方案如下：经分析、对比，活塞材料选用12CrNi3低碳高合金钢，其化学成份为：C 0.12、Si 0.27、Mn 0.42、S＜0.01、P 0.015、Cr 0.8、Ni 2.91；活塞的制造工序为：

1、备料；2、预先热处理；3、机械加工，将胚料加工成活塞零件；4、热处理；5、最后加工，所述热处理工序为三段式渗碳热处理工艺，其流程如下表：

表中渗碳工序为三段式渗碳：

第一段：温度850℃  保温1.5h  碳势0.9

第二段：温度920℃  保温15h  碳势1.05

第三段：温度940℃  保温10h  碳势0.9

热处理工序完成后，活塞零件所能达到的性能指标为：碳层深度：1.8-2.2mm，碳化物等级：≤2级，表面硬度：HRC59.5，心部硬度：HRC44。

本发明的有益效果如下：1、选用12CrNi3材料制作，机械加工性能和热处理性能良好，适宜于制造冲击器活塞；2、应用三段式渗碳热处理工艺对活塞进行热处理，其活塞的机械性能大幅提高，延长了使用寿命，在标准条件下超过了3000米凿岩进尺，减少了活塞的损耗量，显著提高了设备使用的经济性。

附图说明

图1为活塞零件结构参改图

图2为三段式渗碳工艺曲线图

具体实施方式

下面为本发明的具体实施方式：潜孔冲击器活塞用12CrNi3低碳高合金钢材料，其化学成份为：C 0.12、Si 0.27、Mn 0.42、S＜0.01、P 0.015、Cr 0.8、Ni 2.91，活塞的制造工序如下：

1、备料  用12CrNi3棒料，按需下料；

2、预先热处理  预先热处理为退火，退火程序为：将胚料装于RJX-75炉中，在680℃温度条件下保温5小时，然后炉冷到500℃出炉、冷却，材料特性≤HB269；

3、机械加工  将退火后的胚料进行机械加工，加工成图1所示形状；

4、热处理  热处理按三段式渗碳热处理工艺进行，其流程如下表：

表中渗碳工序为三段式渗碳：

第一段：温度850℃  保温1.5h  碳势0.9

第二段：温度920℃  保温15h   碳势1.05

第三段：温度940℃  保温10h   碳势0.9

图2为三段式渗碳工艺曲线图。

热处理完成后，活塞零件达到所需性能指标。

5、最后加工，对热处理完的活塞零件进行磨削加工，使其达到所需求的尺寸精度。