[发明专利]一种高气压潜孔凿岩钎具钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高气压潜孔凿岩钎具钢及其制备方法，属于合金结构钢技术领域。

背景技术

凿岩过程中，随着设备趋向于大型化和多效化发展，国内外高气压潜孔钻具不断更新改进发展,使用频率和使用风压越来越高，同进钻具组在使用过程中,要承受冲击、扭转、摩擦、磨蚀的作用，工作条件十分严苛，也对潜孔钻具提出了更高的要求。

目前，使用的重型钎具钢多为低碳23CrNi3M或中碳36CrNiM合金钢，但该合金钢经过热处理，在强度、冲击韧性、疲劳强度、淬透性、淬硬性等综合性能方面仍然无法适应高气压潜孔钎具需求，仍然有较大的差距。

承随着钎具行业的发展,对高效、高质量的潜孔钻具的制造提出了更高、更新的要求,使用环境和凿岩条件更为苛刻，材料的内在质量强韧性要求更高,现有材料难以满足需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种韧性好、强度高的高气压潜孔凿岩钎具钢，以及制备方法。

本发明的技术方案为：一种高气压潜孔凿岩钎具钢，包括以下重量百分比组分：

C 0.18～0.28％、Si 0.3～1.7％、Mn 0.4～1.5％、Cr 0.85～1.45％、Ni 2.5～3.0％、Mo 0.15～0.8％、V 0.10～0.20％、Li 1.25～2.35％、Mg 0.45～0.85％、Nb 0.05～0.15％、Al 0.05～0.17％，其余的为Fe。

在上述的高气压潜孔凿岩钎具钢中，包括以下重量百分比组分：

C 0.21～0.25％、Si 0.6～1.4％、Mn 0.7～1.2％、Cr 0.1～1.25％、Ni 2.6～2.8％、Mo 0.35～0.6％、V 0.12～0.18％、Li 1.5～2.1％、Mg 0.55～0.75％、Nb 0.08～0.12％、Al 0.09～0.13％，其余的为Fe。

在上述的高气压潜孔凿岩钎具钢中，还包括0.05～0.15％重量百分比组分的钛。

本发明还提供上述的高气压潜孔凿岩钎具钢的制备方法，包括以下步骤：

按比例称取各组分，并混合后经热轧或热锻后缓慢冷却；再经过650～710℃温度回火得到。

在上述的高气压潜孔凿岩钎具钢的制备方法中，所述的热轧或热锻的终锻或终轧锻温度为850～875℃。

在上述的高气压潜孔凿岩钎具钢的制备方法中，经热轧或热锻后缓慢冷却至160～180℃。

本发明的有益效果如下：

本发明通过新的化学成分的设计,通过调整钢材化学成分配方,其力学性能：抗拉强度1600MPa；屈服强度1300MPa；δ：11.5％；ψ45％；AKU85J，在空冷情况下具有良好的淬透性与淬硬性,可完全满足直径78-450MM不同直径规格高气压潜孔钻具的性能要求

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

具体实施例1：

直径76-130凿岩钎具钢，其组成原料的重量百分比为：C 0.18％、Si 0.3％、Mn 0.6％、Cr 1.05％、Ni 2.85％、Mo 0.15％、V 0.10％、Li 1.8％、Mg 0.45％、Nb 0.10％、Al 0.10％，其余的为Fe。

凿岩钎具钢的制备方法，包括：主要和辅加合金元素原料按上述重量百分比在电弧炉中混合均匀，真空条件下经1050℃热轧后缓冷至170℃，再经过680℃温度回火调整硬度，制得凿岩钎具钢。本发明制备方法简单，成本低，同时加入了Nb、V和Al微合金元素，制得的凿岩钎具钢有高强度、韧性高、寿命长的特点。

具体实施例2：

直径140-180凿岩钎具钢，其组成原料的重量百分比为：C 0.23％、Si 1.35％、Mn 1.25％、Cr 0.85％、Ni 2.85％、Mo 0.25％、V 0.10％、Li 1.9％、Mg 0.45％、Nb 0.10％、Al 0.10％，其余的为Fe。

凿岩钎具钢的制备方法，包括：主要和辅加合金元素原料按上述重量百分比在电弧炉中混合均匀，真空条件下经1050℃热轧后缓冷至170℃，再经过710℃温度回火调整硬度，制得凿岩钎具钢。本发明制备方法简单，成本低，同时加入了Nb、V和Al微合金元素，制得的凿岩钎具钢有高强度、韧性高、寿命长的特点。

具体实施例3：