[发明专利]一种中风压冲击钻头的加工工艺

说明书

技术领域

本发明公开了一种中风压冲击钻头的加工工艺；属于中风压钻具制备技术领域。

背景技术

中风压冲击钻头是指工作风压为12-15帕的冲击钻用钻头；我司生产该钻头的材料是XGQ25钢（Cr:0.25，Ni:1.69，Mo:0.53，Mn:1.45，Si:1.39，V:0.21），该材料为空淬钢，淬透性好。目前，我司生产该钻头的生产工艺是：

①正火：退火态XGQ25钢坯加热至860℃保温4-6小时出炉空冷。

②高温回火：正火后于650℃-690℃保温6-9小时出炉空冷。

③机加工成型；

④淬火；加热温度800℃保温1小时，油冷，冷速约3℃/s；

⑤低温回火：淬火后于160-220℃进行低温回火，回火时间2-3小时。

由于XGQ25钢的淬透性好，原材料经过正火后，可以有效改善钢材内部组织，细化晶粒；但是，正火后，材料的硬度达到HRC38-42，硬度偏高，不适用于机加工，因此，必须经过长时间的高温回火，以降低硬度，高温回火后，材料硬度可以降至HRC25-30，可以满足机加工的要求。机加工以后进行油淬加低温回火，得到低碳马氏体加少量贝氏体（B约20%）的良好基体组织，其性能参数见表一。

上述工艺能获得良好的基体组织以及良好的综合机械性能，很好的满足使用需要，性能优良。但由于工艺流程设计存在的缺陷，导致生产流程长、成本高。因此，设计一种工艺简单、生产成本低、处理后材料基体组织以及综合机械性能良好，满足使用需要的中风压冲击钻头生产工艺成为公司的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺方法简单、操作方便、生产流程短、成本低、制备的钻头综合机械性能良好、满足实际工况要求的中风压冲击钻头的加工工艺。

本发明一种中风压冲击钻头的加工工艺，包括下述步骤：

第一步：机加工

将退火态XGQ25钢毛坯机加工成型，达到成型产品最终设计尺寸；

第二步：淬火

将第一步得到的成型产品在丙烷保护气氛中加热至810-830℃，保温50-70分钟，出炉，置于流动气体中分三级淬火，第一级淬火的工艺参数为：温度830℃-550℃之间，冷却速度控制在20-35℃/s；第二级淬火的工艺参数为：温度550℃-350℃之间，冷却速度控制在10-20℃/s；第三级淬火的工艺参数为：温度350℃-室温之间，冷却速度控制在5-8℃/s；

第三步，低温回火

将第二步淬火后的成型产品于160-220℃进行低温回火，回火时间2-3小时。

本发明一种中风压冲击钻头的加工工艺，所述流动气体选自氮气或惰性气体。

本发明由于采用上述工艺，将退火态XGQ25钢毛坯机加工成型，然后进行多级淬火，通过控制每一级淬火的冷却速度，实现成型产品最终基体组织及性能的良好匹配。根据热处理转变C曲线图转变规律，高温区快冷，以避开C曲线的鼻尖，以免得到非淬火组织，因此，温度在830℃-550℃之间的第一级淬火，通过控制冷却速度在20-35℃/s，使基体获得非珠光体+铁素体组织；在中温区慢冷得到B组织，因此，在随后的550℃-350℃的第二级淬火的B氏体转变温度区间，控制冷却速度在10-20℃/s，使过冷奥氏体转变为B氏体；在M氏体转变区间缓冷得到M氏体组织，减少M氏体组织应力，因此，在350℃-室温的第三级淬火的M氏体转变温度区间，控制冷却速度在5-8℃/s，使残余的过冷奥氏体转变为M氏体，最终获得B氏体+M氏体的优良基体组织，其中，B氏体的体积分数为40%-50%。经本发明工艺方法处理的中风压冲击钻头，其性能指标件表1。

采用本发明的制备工艺，在保持中风压冲击钻头材料XGQ25钢的优良基体组织以及优良综合机械性能的前提下，有效缩短了中风压冲击钻头的生产周期，由原来的15小时左右缩短至现在的5小时左右；从而大幅度节约电费及人工费，带来了显著的经济效益。按每1.5T/炉算，每炉节约正火电费600元左右，高温回火电费500元左右，人工工资400元。

综上所述，本发明工艺方法简单、操作方便、生产流程短、生产成本低、制备的钻头综合机械性能良好、完全可满足实际工况的要求。可取代现有中风压冲击钻头工艺，经济效益显著，适于工业化生产。

附图说明

附图1为现有技术生产的中风压冲击钻头金相组织图片（X400）。

附图2为本发明方法生产的中风压冲击钻头金相组织图片（X400）。