CN102703911B - 一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法及钻头 - Google Patents

一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法及钻头 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,该方法包括以下步骤:将潜孔钻头原始件加热到750℃~850℃后进行锻打和成型模锻,在900℃~950℃下加热4h~5h后空冷,再在650℃~700℃下加热4h~5h后炉冷到低于200℃,按照尺寸要求进行数控加工,在900℃~950℃时进行渗碳处理,渗碳处理进行高温回火,然后进行机械加工,最后在850℃~900℃下进行等温淬火即可。本发明还涉及一种使用上述热处理方法制造的高风压钎具潜孔钻头。本发明的潜孔钻头通过多次加热以及冷却后的机械处理,使得潜孔钻头的韧塑性能大大提高,也增强了潜孔钻头的表面硬度和压缩应力,提高了螺纹的抗疲劳强度和耐磨性。

Description

一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法及钻头
技术领域
本发明涉及钻头热处理领域,具体地涉及一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,以及一种使用该热处理方法加工制造的高风压钎具潜孔钻头,该钻头主要用于建筑、道路、矿山、隧道等工程施工中凿碎岩石、开凿爆破钻孔等。
背景技术
高风压钎具潜孔钻头被广泛地应用于矿山、水电站、港口、道路以及隧道等工程建设中的爆破项目,用于凿碎岩石、土方、开凿爆破钻孔等。
目前,高风压钎具潜孔钻头一般是使用特别的钢材制作,采用渗碳淬火以及低温回火的热处理工艺,使得钻头的含碳量偏高,在高强度情况下钻头的韧塑性偏低。随着工程实施速度要求加快、钻孔效率要求增高,对环境保护要求越来越严格,现有的高风压钎具潜孔钻头已明显不能满足工程要求。
因此,发明一种韧塑性高、使用寿命长且耐磨性能好的高风压钎具潜孔钻头成为本领域技术人员需要迫切解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法以及使用该方法进行热处理的高风压钎具潜孔钻头。
一方面,本发明提供的一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法技术方案如下:所述方法包括如下步骤,
S1,在加热炉中将潜孔钻头原始件加热到750℃~850℃,对加热的所述潜孔钻头原始件进行锻打,所述潜孔钻头原始件基本成型后再放入锻模中进行成型模锻;
S2,将模锻成型的潜孔钻头放入加热设备中,在900℃~950℃的条件下加热4h~5h,然后置于空气中使所述潜孔钻头冷却,再在650℃~700℃的条件下加热4h~5h,停止加热后将所述潜孔钻头炉冷到低于200℃;
S3,将出炉后的所述潜孔钻头按照尺寸要求进行数控加工;
S4,将经过数控加工后的所述潜孔钻头放入到渗碳炉内加热,当加热到900℃~950℃时进行渗碳处理,所述渗碳处理的技术要求是:渗碳层深度为1.0㎜~1.4㎜,表面碳浓度为0.85%~1.10%,渗碳处理时间为30min~40min;
S5,将进行完渗碳处理后的所述潜孔钻头出炉进行高温回火,然后进行机械加工,所述机械加工包括铣排粉槽、横槽、车齿面斜度和打毛刺;所述高温回火的技术要求是:将所述潜孔钻头放入到回火炉中,在650℃~700℃的条件下保温3h~5h,然后随炉冷却到低于200℃,从回火炉中取出后进行空冷。
S6,将经过机械加工后的所述潜孔钻头放入到盐浴炉内进行等温淬火,所述等温淬火的技术要求是:炉内温度为850℃~900℃,淬火时间为20min~30min;然后放入到硝盐槽中,在250℃~280℃的温度下保温40min~80min即可。
进一步地,所述潜孔钻头在进行所述渗碳处理之后、出炉之前,还包括保温步骤:将渗碳炉上区温度降至800℃,下区温度降至820℃,保温50min~80min。
进一步地,所述潜孔钻头在出炉之后、在进行高温回火之前,还包括油冷步骤:将出炉后的所述潜孔钻头放入到油槽中,并使所述潜孔钻头往复运动。
进一步地,步骤S5中所述潜孔钻头进行所述机械加工后,还包括:
S51,用850℃~900℃的正火加热2h~3h,然后进行空冷;
S52,所述潜孔钻头进行空冷后,在650℃~700℃的条件下回火2h以上。
进一步地,步骤S6中,所述潜孔钻头在盐浴炉内进行等温淬火之前,还包括预热步骤:将所述潜孔钻头在400℃~550℃条件下保温1h以上。
进一步地,所述潜孔钻头从步骤S6的硝盐槽中取出之后,放入空气中进行冷却;然后再在160℃~200℃条件下回火3h以上,取出空冷即可。
另一方面,本发明提供的一种高风压钎具潜孔钻头,所述高风压钎具潜孔钻头使用上述的热处理方法制造。
本发明的有益效果是:
本发明的高风压钎具潜孔钻头的热处理方法以及经过该热处理方法制作的潜孔钻头通过多次加热以及冷却后的机械处理,使得潜孔钻头的韧塑性能大大提高,也增强了潜孔钻头的表面硬度和压缩应力,提高了螺纹的抗疲劳强度和耐磨性,从而大大地延长了潜孔钻头的使用寿命。
具体实施方式
本发明提供一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法以及潜孔钻头,该潜孔钻头主要用于建筑、道路、矿山、隧道等工程施工中凿岩、开凿爆破钻孔等,以使钻孔速度更快、效率更高、工作环境更友好。
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例,本发明所描述的实施例不是本发明保护范围的界限。基于本发明的实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,都属于本发明的保护范围。
实施例一
本实施例提供了一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,该方法包括一下步骤:
S1,在加热炉中将潜孔钻头原始件加热到750℃~850℃,对加热的潜孔钻头原始件进行锻打,潜孔钻头原始件基本成型后再放入锻模中进行成型模锻;
S2,将模锻成型的潜孔钻头放入加热设备中,在900℃~950℃的条件下加热4h~5h,然后置于空气中使潜孔钻头冷却,再在650℃~700℃的条件下加热4h~5h,停止加热后将潜孔钻头炉冷到低于200℃;
S3,将出炉后的潜孔钻头按照尺寸要求进行数控加工;
S4,将经过数控加工后的潜孔钻头放入到渗碳炉内加热,当加热到900℃~950℃时进行渗碳处理,渗碳处理的技术要求是:渗碳层深度为1.0㎜~1.4㎜,表面碳浓度为0.85%~1.10%,渗碳处理时间为30min~40min;
S5,将进行完渗碳处理后的潜孔钻头出炉进行高温回火,然后进行机械加工,机械加工包括铣排粉槽、横槽、车齿面斜度和打毛刺;其中,高温回火的技术要求是:将所述潜孔钻头放入到回火炉中,在650℃~700℃的条件下保温3h~5h,然后随炉冷却到低于200℃,从回火炉中取出后进行空冷。
S6,将经过机械加工后的潜孔钻头放入到盐浴炉内进行等温淬火,等温淬火的技术要求是:炉内温度为850℃~900℃,淬火时间为20min~30min;然后放入到硝盐槽中,在250℃~280℃的温度下保温40min~80min即可。
优选地,潜孔钻头在进行渗碳处理之后、出炉之前,还包括保温步骤:将渗碳炉上区温度降至800℃,下区温度降至820℃,保温50min~80min。
优选地,潜孔钻头在出炉之后、在进行高温回火之前,还包括油冷步骤:将出炉后的潜孔钻头放入到油槽中,并使潜孔钻头往复运动。
优选地,步骤S5中潜孔钻头进行所述机械加工后,还包括:S51,用850℃~900℃的正火加热2h~3h,然后进行空冷;S52,潜孔钻头进行空冷后,在650℃~700℃的条件下回火2h以上。
优选地,步骤S6中,潜孔钻头在盐浴炉内进行等温淬火之前,还包括预热步骤:将潜孔钻头在400℃~550℃条件下保温1h以上。
优选地,潜孔钻头从步骤S6的硝盐槽中取出之后,放入空气中进行冷却;然后再在160℃~200℃条件下回火3h以上,取出空冷即可。
实施例二
本实施例提供了一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,该方法包括一下步骤:
S1,在加热炉中将潜孔钻头原始件加热到780℃,对加热的潜孔钻头原始件进行锻打,潜孔钻头原始件基本成型后再放入锻模中进行成型模锻。其中,对加热的潜孔钻头原始件进行锻打可以根据潜孔钻头的大小不同采用0.75T~3T(吨)的锻造机进行锻打。
S2,将模锻成型的潜孔钻头放入加热设备中,在930℃的条件下加热4小时,然后置于空气中使潜孔钻头冷却,再在680℃的条件下加热4小时,停止加热后将潜孔钻头炉冷到低于200℃。其中,两次加热工序所使用的设备均是“爱协林多用炉”,两次加热的时间可以根据加热的效果稍微延长或者缩短;“炉冷”工序是将在680℃的条件下加热4小时的潜孔钻头放入到深井炉中将其慢慢冷却。
S3,将经过炉冷后温度低于200℃的潜孔钻头出炉后,按照尺寸要求进行数控加工。具体地,是使用6140数控机床,按照该潜孔钻头的设计尺寸对其进行机械加工,不同大小的潜孔钻头,其加工的尺寸以及钻头部件之间的比例关系也可以不同,因此在每一批潜孔钻头机械加工之前需要调整好数控机床。
S4,将经过数控加工后的潜孔钻头放入到渗碳炉内加热,当加热到930℃时进行渗碳处理,渗碳处理的技术要求是:渗碳层深度为1.0㎜~1.2㎜,表面碳浓度为1.0%,渗碳处理时间为30分钟。其中,渗碳处理温度可以在上下10℃的范围内根据实际需要浮动。优选地,潜孔钻头在进行渗碳处理之后、出炉之前,还包括保温步骤:将渗碳炉上区温度降至800℃,下区温度降至820℃,保温60分钟。
S5,将进行完渗碳处理后的潜孔钻头出炉进行高温回火,然后进行机械加工,机械加工包括铣排粉槽、横槽、车齿面斜度和打毛刺。优选地,潜孔钻头在出炉之后、在进行高温回火之前,还包括油冷步骤:将出炉后的潜孔钻头放入到油槽中,并使潜孔钻头往复运动。优选地,步骤S5中高温回火的技术要求是:将所述潜孔钻头放入到回火炉中,在680℃的条件下保温4小时,然后随炉冷却到低于200℃,从回火炉中取出后进行空冷,其中,空冷即是将潜孔钻头放置在冷却桶中自然冷却。优选地,步骤S5中潜孔钻头进行机械加工后,还包括如下两个步骤:S51,用880℃的正火加热2小时,然后在冷却桶内进行空冷;S52,潜孔钻头进行空冷后,在680℃的条件下回火2小时以上。
S6,将经过机械加工后的潜孔钻头放入到盐浴炉内进行等温淬火,等温淬火的技术要求是:炉内温度为880℃,淬火时间为25分钟;然后放入到硝盐槽中,在260℃的温度下保温1小时以上即可。这样,经过等温淬火后的潜孔钻头表面硬度可以达到HRC58-62,中心硬度可以达到HRC40-45。优选地,步骤S6中,潜孔钻头在盐浴炉内进行等温淬火之前,还包括预热步骤:将潜孔钻头在500℃条件下保温1小时以上。优选地,潜孔钻头从步骤S6的硝盐槽中取出之后,放入空气中进行冷却;然后再在180℃条件下回火3小时以上,取出空冷即可。
实施例三
本实施例提供了一种高风压钎具潜孔钻头,该潜孔钻头使用实施例一或者实施例二所描述的热处理方法制造而成。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域的技术人员能够实现或者使用本发明。而对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来讲是显而易见的,本发明所定义和公开的一般原理可以在不脱离本发明的精神或者范围的条件下,在其他实施例中实现。因此,本发明不会被限制于所示的这些实施例,而是要符合与本发明公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (7)

1.一种高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,其特征在于,所述方法包括,
S1,在加热炉中将潜孔钻头原始件加热到750℃~850℃,对加热的所述潜孔钻头原始件进行锻打,所述潜孔钻头原始件基本成型后再放入锻模中进行成型模锻;
S2,将模锻成型的潜孔钻头放入加热设备中,在900℃~950℃的条件下加热4h~5h,然后置于空气中使所述潜孔钻头冷却,再在650℃~700℃的条件下加热4h~5h,停止加热后将所述潜孔钻头炉冷到低于200℃;
S3,将出炉后的所述潜孔钻头按照尺寸要求进行数控加工;
S4,将经过数控加工后的所述潜孔钻头放入到渗碳炉内加热,当加热到900℃~950℃时进行渗碳处理,所述渗碳处理的技术要求是:渗碳层深度为1.0㎜~1.4㎜,表面碳浓度为0.85%~1.10%,渗碳处理时间为30min~40min;
S5,将进行完渗碳处理后的所述潜孔钻头出炉进行高温回火,然后进行机械加工,所述机械加工包括铣排粉槽、横槽、车齿面斜度和打毛刺,所述高温回火的技术要求是:将所述潜孔钻头放入到回火炉中,在650℃~700℃的条件下保温3h~5h,然后随炉冷却到低于200℃,从回火炉中取出后进行空冷;
S6,将经过机械加工后的所述潜孔钻头放入到盐浴炉内进行等温淬火,所述等温淬火的技术要求是:炉内温度为850℃~900℃,淬火时间为20min~30min;然后放入到硝盐槽中,在250℃~280℃的温度下保温40min~80min即可。
2.根据权利要求1所述的高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,其特征在于,所述潜孔钻头在进行所述渗碳处理之后、出炉之前,还包括保温步骤:将渗碳炉上区温度降至800℃,下区温度降至820℃,保温50min~80min。
3.根据权利要求2所述的高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,其特征在于,所述潜孔钻头在出炉之后、在进行高温回火之前,还包括油冷步骤:将出炉后的所述潜孔钻头放入到油槽中,并使所述潜孔钻头往复运动。
4.根据权利要求1所述的高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,其特征在于,步骤S5中所述潜孔钻头进行所述机械加工后,还包括:
S51,用850℃~900℃的正火加热2h~3h,然后进行空冷;
S52,所述潜孔钻头进行空冷后,在650℃~700℃的条件下回火2h以上。
5.根据权利要求1所述的高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,其特征在于,步骤S6中,所述潜孔钻头在盐浴炉内进行等温淬火之前,还包括预热步骤:将所述潜孔钻头在400℃~550℃条件下保温1h以上。
6.根据权利要求1所述的高风压钎具潜孔钻头的热处理方法,其特征在于,所述潜孔钻头从步骤S6的硝盐槽中取出之后,放入空气中进行冷却;然后再在160℃~200℃条件下回火3h以上,取出空冷即可。
7.一种高风压钎具潜孔钻头,其特征在于,所述高风压钎具潜孔钻头使用如权利要求1至6中任一项所述的热处理方法制造。
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Granted publication date: 20140305

Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Hunan Branch

Pledgor: CHANGSHA HEIJINGANG INDUSTRIAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980000126

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Denomination of invention: A heat treatment method and bit of down the hole drill bit with high wind pressure drill

Effective date of registration: 20211229

Granted publication date: 20140305

Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Hunan Branch

Pledgor: CHANGSHA HEIJINGANG INDUSTRIAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2021430000102

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Date of cancellation: 20221226

Granted publication date: 20140305

Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Hunan Branch

Pledgor: CHANGSHA HEIJINGANG INDUSTRIAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2021430000102

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Denomination of invention: Heat treatment method and bit of down-the-hole bit with high wind pressure drill tool

Effective date of registration: 20221229

Granted publication date: 20140305

Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Hunan Branch

Pledgor: CHANGSHA HEIJINGANG INDUSTRIAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980029683

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Date of cancellation: 20231221

Granted publication date: 20140305

Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Hunan Branch

Pledgor: CHANGSHA HEIJINGANG INDUSTRIAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980029683

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Denomination of invention: A Heat Treatment Method and Drill Bit for High Wind Pressure Drill Tool Downhole Drill Bit

Effective date of registration: 20231226

Granted publication date: 20140305

Pledgee: Bank of Communications Co.,Ltd. Hunan Branch

Pledgor: CHANGSHA HEIJINGANG INDUSTRIAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980074659

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