CN104070328A - 一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺。步骤一、下料：采用15CrNi3Mo钢；步骤二、锻造；步骤三、正火；步骤四、机械加工；步骤五、渗碳；步骤六、淬火；步骤七、回火；步骤八、清洗；使用本发明工艺制造的矿用牙轮钻头钢齿牙轮的渗碳层深度为0.9~2.2mm，渗碳层碳含量为0.8%~1.05%（质量分数）。淬火回火后表面硬度为58~63HRC。渗碳层组织：回火马氏体（≤3级）+粒状碳化物（≤2级）。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺。
背景技术
牙轮钻头是地质钻探、露天矿和石油开采的钻孔工具。牙轮钻头是由牙轮、牙爪和滚柱基滚珠等组成。牙轮钻机工作时，通过其回转、推压机构对钻具施以轴向压力，钻孔是靠牙轮对岩石的压碎、剪切和冲击破碎等多种作用来完成的。因此，工作时牙轮和牙爪承受带有冲击作用的接触应力，同时受到强烈磨损。
牙轮和牙爪的主要失效形式有以下几种：
第一、 牙轮和牙爪轴承工作面表层疲劳剥落以及因拉毛发热而咬合。
第二、 牙爪小轴磨损或折断。
第三、 滚珠和滚柱磨损、碎裂。
第四、 牙轮和牙爪断裂等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺。使用该工艺制造的牙轮的疲劳强度高、韧性好、表面硬度高、耐磨性好。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案 ：一矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，包括以下几个步骤 ：
一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，包括以下几个步骤：
步骤一、下料：采用15CrNi3Mo钢；
步骤二、锻造；
步骤三、正火；
步骤四、机械加工；
步骤五、渗碳；
步骤六、淬火；
步骤七、回火；
步骤八、清洗；
步骤九、磨削。
所述正火：加热温度880~920℃，保温3~4h，空冷。
所述渗碳：在RJJ-105井式渗碳炉，装炉后，2~3h炉温由760℃升至920℃，滴入大量甲醇排气；1~1.5h均温阶段：甲醇180滴/min，丙酮250滴/min；渗碳期：13~15h甲醇100滴/min，丙酮180滴/min，从920℃降温至830℃约2.5~3h，滴入甲醇90滴/min，然后工件出炉放入缓冷桶自行冷却。
所述的淬火：油淬。
所述回火：温度170~190℃，保温4h。
本发明的有益效果 ：
使用本发明工艺制造的矿用牙轮钻头钢齿牙轮的渗碳层深度1.7~2.0mm，渗碳层碳含量为0.8%~1.05%（质量分数）。淬火回火后表面硬度为58~63HRC。渗碳层组织：回火马氏体（≤3级）+粒状碳化物（≤2级）。
具体实施方式
实施例一、
一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，包括以下几个步骤：
步骤一、下料：采用15CrNi3Mo钢；
步骤二、锻造；
步骤三、正火；
步骤四、机械加工；
步骤五、渗碳；
步骤六、淬火；
步骤七、回火；
步骤八、清洗；
步骤九、磨削。
所述正火：加热温度880~920℃，保温3~4h，空冷。
所述渗碳：在RJJ-105井式渗碳炉，装炉后，2~3h炉温由760℃升至920℃，滴入大量甲醇排气；1~1.5h均温阶段：甲醇180滴/min，丙酮250滴/min；渗碳期：13~15h甲醇100滴/min，丙酮180滴/min，从920℃降温至830℃约2.5~3h，滴入甲醇90滴/min，然后工件出炉放入缓冷桶自行冷却。
所述的淬火：渗碳后预冷至830℃直接油淬。
所述回火：温度170~190℃，保温4h。
实施例二、一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，包括以下几个步骤：
步骤一、下料：采用15CrNi3Mo钢；
步骤二、锻造；
步骤三、正火；
步骤四、机械加工；
步骤五、渗碳；
步骤六、淬火；
步骤七、回火；
步骤八、清洗；
步骤九、磨削。
所述正火：加热温度880~920℃，保温3~4h，空冷。
所述渗碳：在RJJ-105井式渗碳炉，装炉后，2~3h炉温由760℃升至920℃，滴入大量甲醇排气；1~1.5h均温阶段：甲醇180滴/min，丙酮250滴/min；渗碳期：13~15h甲醇100滴/min，丙酮180滴/min，从920℃降温至830℃约2.5~3h，滴入甲醇90滴/min，然后工件出炉放入缓冷桶自行冷却。
所述的淬火：渗碳后冷至室温重新加热至830~850℃再淬油。
所述回火：温度170~190℃，保温4h。
实施例三、
一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，包括以下几个步骤：
步骤一、下料：采用15CrNi3Mo钢；
步骤二、锻造；
步骤三、正火；
步骤四、机械加工；
步骤五、渗碳；
步骤六、淬火；
步骤七、回火；
步骤八、清洗；
步骤九、磨削。
所述正火：加热温度880~920℃，保温3~4h，空冷。
所述渗碳：在RJJ-105井式渗碳炉，装炉后，2~3h炉温由760℃升至920℃，滴入大量甲醇排气；1~1.5h均温阶段：甲醇180滴/min，丙酮250滴/min；渗碳期：13~15h甲醇100滴/min，丙酮180滴/min，从920℃降温至830℃约2.5~3h，滴入甲醇90滴/min，然后工件出炉放入缓冷桶自行冷却。
所述的淬火：渗碳后进行900~920℃和810~830℃两次淬火，两次淬火均为油淬。
所述回火：温度170~190℃，保温4h。
使用上述工艺制造的矿用牙轮钻头钢齿牙轮的渗碳层深度为1.7~2.0mm，渗碳层碳含量为0.8%~1.05%（质量分数）。淬火回火后表面硬度为58~63HRC。渗碳层组织：回火马氏体（≤3级）+粒状碳化物（≤2级）。
Claims (5)
1.一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一、下料：采用15CrNi3Mo钢；
步骤二、锻造；
步骤三、正火；
步骤四、机械加工；
步骤五、渗碳；
步骤六、淬火；
步骤七、回火；
步骤八、清洗；
步骤九、磨削。
2.根据权利要求1所述的矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，其特征在于，所述正火：加热温度880~920℃，保温3~4h，空冷。
3.根据权利要求1所述的矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，其特征在于，所述渗碳：在RJJ-105井式渗碳炉，装炉后，2~3h炉温由760℃升至920℃，滴入大量甲醇排气；1~1.5h均温阶段：甲醇180滴/min，丙酮250滴/min；渗碳期：13~15h甲醇100滴/min，丙酮180滴/min，从920℃降温至830℃约2.5~3h，滴入甲醇90滴/min，然后工件出炉放入缓冷桶自行冷却。
4.根据权利要求1所述的矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，其特征在于，所述的淬火：油淬。
5.根据权利要求1所述的矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，其特征在于，所述回火：温度170~190℃，保温4h。
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