[发明专利]一种长寿命高压泵头体的制作方法

摘要

一种长寿命高压泵头体的制作方法，利用低碳马氏体不锈钢作为泵体材料，通过成分设计、三向等量变形锻造和正火‑淬火‑两次回火热处理制备得到长寿命高压泵头体，利用低碳马氏体不锈钢作为新型泵头体用材料以替代传统的中碳合金钢材料，通过对新型泵头体材料成分进行设计与优化，在合理的冶炼、锻造、粗加工及打孔工序后进行性能热处理，旨在大幅提升该关键部件的综合性能和服役寿命，适用于常用的高压单缸和多缸压裂泵泵头体。

主权项

1.一种长寿命高压泵头体的制作方法，其特征在于：利用低碳马氏体不锈钢作为泵体材料，通过成分设计、三向等量变形锻造和正火-淬火-两次回火热处理制备得到长寿命高压泵头体，具体包括以下步骤：/n步骤一、设计目标值并制作钢锭/n（一）制定低碳不锈钢配方目标值，按质量百分比为C：0.01%-0.04%，Si：0.15%-1.0%，Mn：0.25%-1.80%，S：≤0.007%，P：≤0.016%，Cr：14.0%-17.5%，Ni：3.5%-7.5%，Mo：0.5%-1.5%，N:0.010%-0.080%，Nb：0.03%-0.15%，V：0.04%-0.20%，其余为铁以及不可去除杂质；/n（二）利用不锈钢原料采用中频感应电炉以低碳不锈钢配方目标值，制备低碳马氏体不锈钢圆柱体钢锭；/n步骤二、三向等量变形锻造/n去除步骤一得到的圆柱体钢锭的头部与底部，保留精料，装入加热炉加热至1150—1250℃后保温，取出后先沿z向墩粗，沿y向拔长；再沿y向墩粗，沿x向拔长； 最后沿x向墩粗，沿z向拔长出毛坯；/n步骤三、性能热处理/n（1）首先，将锻造完成的泵头体毛坯空冷至低于180℃，装入热处理炉内，以20-40℃/h的升温速率加热至300-380℃，保温2-4h，然后以40-60℃/h的升温速率加热至600-680℃，保温3-6h，再以60-80℃/h的升温速率加热至850-900℃，接着以5-30℃/h的升温速率缓慢升温至900-1080℃，保温6-16h，之后进行出炉空冷正火处理；/n（2）将经过正火处理的泵头体粗加工并加工出贯通孔后装入热处理炉内，以20-40℃/h的升温速率加热至300-380℃，保温1-4h，然后以40-60℃/h的升温速率加热至600-680℃，保温2-6h，再以60-80℃/h的升温速率加热至850-900℃，接着以5-30℃/h的升温速率缓慢升温至900-1080℃，保温6-16h，之后进行油冷淬火；/n（3）将起始温度低于180℃的油冷淬火后锻件装入热处理炉，以20-40℃/h的升温速率加热至330-360℃，保温2-6h，然后以40-60℃/h的升温速率加热至450-550℃，保温8-18h，然后出炉空冷；/n（4）将起始温度低于180℃的空冷后锻件装入热处理炉，以20-40℃/h的升温速率加热至300-380℃，保温1-4h，然后以40-60℃/h的升温速率加热至450-550℃，保温7-16h，然后出炉整体浸入油池冷却40-120min，精加工后得到高压泵头体成品。/n