CN104264068A - 一种矿用钻头的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿用钻头的加工方法，所述的钻头由以下成分组成：包括浇注钻头粗坯、精加工钻头的排屑槽，同时再对钻头进行退火、淬火、回火等热处理。本发明针对现有矿用钻头的不足，在低碳高速钢基础上，加入硼元素，在保持高速钢具有良好高温红硬性的前提下，还具有优异的抗腐蚀能力，能够有效地适应矿上的环境，提高了使用寿命。另外，本发明加入了各种的金属元素，能够改善夹杂物形态和分布的作用，有利于提高钻头的机械性能，特别是钻头的强韧性和耐腐蚀性，使得钻头更能够适应矿井下的环境。

Description

一种矿用钻头的加工方法
技术领域
    本发明涉及一种机加工用钻头，特别涉及一种矿用钻头的加工方法。
背景技术
随着社会的进步和经济的快速发展，制造业越来越成为经济的支柱，在制造业中钻头的应用越来越广泛，然而传统的钻头在加工的过程当中，容易磨损甚至断裂，严重影响生产效率以及造成巨大的经济浪费。尤其在矿山作业时，由于其环境恶劣，容易腐蚀以及磨损，一般市售的钻头很容易磨损以及腐蚀，且寿命低下，对企业造成很大的影响。
发明内容
本发明目的是提供一种抗磨蚀强，强度高的矿用钻头的加工方法。
为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种矿用钻头的加工方法，所述的钻头由以下成分组成：
 C 0.12%-0.30%， Mn 3.30%-4.2%，Ti 0.03-0.08% Zr 0.05%-0.22%, Cr 1.7%-2.5% ，Ni 0.35%-1.20% ，V 0.02-0.03% ， Mo 0.5%-2.5% ，B 2.5%-3.3% ，N 0.003-0.01%，P <0.022% ，S <0.028%，Al 10.28%-11.25%，其余为Fe，其制备方法包括如下的步骤：
（1）采用电炉冶炼废钢、废铝，将普通废钢、废铝、增碳剂、混合加热熔化，钢水熔清后加入Ni，继续升温至1640～1660℃，使Ni含量为0.35%-1.20%；
（2）当C 的含量在0.12%-0.30%之间时，向钢包出钢；
（3）步骤（2）的钢水出钢过程中，向钢包中加入石灰进行脱硫，使得钢液中的S <0.045；
（4）向钢液中加入Mn， Zr， Cr，V，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 3.30%-4.2%， Zr 0.05%-0.22%， Cr 1.7%-2.5% ， V 0.02-0.03%；
（5）在吹惰性气体的情况下，再次对钢液进行加热，再向钢液中加入Mo， B，使钢液中的元素含量控制在Mo 0.5%-2.5% ，B 2.5%-3.3%；
（6）将钢水送入钻头模具中进行浇注，其中浇注温度为1625－1640℃；
（7）浇注0.9～1.3小时后开箱，并于1100-1200°之间保温3-4小时，得到粗坯；
（8）对钻头的排屑槽进行精加工处理，对排屑槽进行精磨处理，将排屑槽打磨光滑；
（9）将钻头经650°-720°的温度下进行去应力退火，然后在200-300℃保温1-3h后炉冷至120-150℃时空冷；
（10）以30-60℃/h的速度升温至750-830℃，保温3-4h后取出空冷；
（11）在880-920℃保温1.5-2h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间12-18s，降温至500-620℃，取出放入水中冷却；
（12）在280-300℃保温3-4h进行回火，炉冷；
（13）清理钻头剩下部分的残根、飞边、毛刺，并对钻头进行抛光处理，即可得到成品。
有益效果：
本发明针对现有矿用钻头的不足，在低碳高速钢基础上，加入硼元素，在保持高速钢具有良好高温红硬性的前提下，还具有优异的抗腐蚀能力，能够有效地适应矿上的环境，提高了使用寿命。另外，本发明加入了各种的金属元素，能够改善夹杂物形态和分布的作用，有利于提高钻头的的机械性能，特别是钻头的强韧性和耐腐蚀性，使得钻头更能够适应矿井下的环境。
具体实施方式：
下面结合具体的实施例，对本发明作进一步地说明；
实施例1：
一种矿用钻头的加工方法，所述的钻头由以下成分组成：
 C 0.12%， Mn 3.30%，Ti 0.03， Zr 0.05%, Cr 1.7% ，Ni 0.35%，V 0.02% ， Mo 0.5% ，B 2.5% ，N 0.003%，P <0.022% ，S <0.028%，Al 10.28%，其余为Fe，其制备方法包括如下的步骤：
（1）采用电炉冶炼废钢、废铝，将普通废钢、废铝、增碳剂、混合加热熔化，钢水熔清后加入Ni，继续升温至1640℃，使Ni含量为0.35%；
（2）当C 的含量在0.12%之间时，向钢包出钢；
（3）步骤（2）的钢水出钢过程中，向钢包中加入石灰进行脱硫，使得钢液中的S <0.045；
（4）向钢液中加入Mn， Zr， Cr，V，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 3.30%， Zr 0.05%， Cr 1.7% ， V 0.02%；
（5）在吹惰性气体的情况下，再次对钢液进行加热，再向钢液中加入Mo， B，使钢液中的元素含量控制在Mo 0.5%，B 2.5%；
（6）将钢水送入钻头模具中进行浇注，其中浇注温度为1625℃；
（7）浇注0.9小时后开箱，并于1100°之间保温3小时，得到粗坯；
（8）对钻头的排屑槽进行精加工处理，对排屑槽进行精磨处理，将排屑槽打磨光滑；
（9）将钻头经650°的温度下进行去应力退火，然后在200℃保温1h后炉冷至120℃时空冷；
（10）以30℃/h的速度升温至750℃，保温3h后取出空冷；
（11）在880℃保温1.5h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间12s，降温至500-620℃，取出放入水中冷却；
（12）在280℃保温3h进行回火，炉冷；
（13）清理钻头剩下部分的残根、飞边、毛刺，并对钻头进行抛光处理，即可得到成品。
实施例2：
一种矿用钻头的加工方法，所述的钻头由以下成分组成：
 C 0.18%， Mn 3.8%，Ti 0.065% Zr 0.14%, Cr 1.95% ，Ni 0.75% ，V 0.025% ， Mo 1.65% ，B 2.88% ，N 0.009%，P <0.022% ，S <0.028%，Al 10.65%，其余为Fe，其制备方法包括如下的步骤：
（1）采用电炉冶炼废钢、废铝，将普通废钢、废铝、增碳剂、混合加热熔化，钢水熔清后加入Ni，继续升温至1650℃，使Ni含量为0.75%；
（2）当C 的含量在0.18%之间时，向钢包出钢；
（3）步骤（2）的钢水出钢过程中，向钢包中加入石灰进行脱硫，使得钢液中的S <0.028%；
（4）向钢液中加入Mn， Zr， Cr，V，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 3.8%， Zr 0.14%， Cr 1.95% ， V 0.025%；
（5）在吹惰性气体的情况下，再次对钢液进行加热，再向钢液中加入Mo， B，使钢液中的元素含量控制在Mo 1.65% ，B 2.88%；
（6）将钢水送入钻头模具中进行浇注，其中浇注温度为1630℃；
（7）浇注1.2小时后开箱，并于1150°之间保温3.5小时，得到粗坯；
（8）对钻头的排屑槽进行精加工处理，对排屑槽进行精磨处理，将排屑槽打磨光滑；
（9）将钻头经690°的温度下进行去应力退火，然后在260℃保温2h后炉冷至140℃时空冷；
（10）以450℃/h的速度升温至800℃，保温3.4h后取出空冷；
（11）在900℃保温1.8h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间15s，降温至580℃，取出放入水中冷却；
（12）在290℃保温3.5h进行回火，炉冷；
（13）清理钻头剩下部分的残根、飞边、毛刺，并对钻头进行抛光处理，即可得到成品。
实施例3：
一种矿用钻头的加工方法，所述的钻头由以下成分组成：
 C 0.30%， Mn 4.2%，Ti 0.08%， Zr 0.22%, Cr 2.5% ，Ni 1.20% ，V 0.03% ， Mo 2.5% ，B 3.3% ，N 0.01，P <0.022 ，S <0.028，Al 11.25%，其余为Fe，其制备方法包括如下的步骤：
（1）、采用电炉冶炼废钢、废铝，将普通废钢、废铝、增碳剂、混合加热熔化，钢水熔清后加入Ni，继续升温至1660℃，使Ni含量为1.20%；
（2）、当C 的含量在0.30%之间时，向钢包出钢；
（3）、步骤（2）的钢水出钢过程中，向钢包中加入石灰进行脱硫，使得钢液中的S <0.045；
（4）、向钢液中加入Mn， Zr， Cr，V，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 4.2%， Zr 0.22%， Cr 2.5% ， V 0.03%；
（5）、在吹惰性气体的情况下，再次对钢液进行加热，再向钢液中加入Mo， B，使钢液中的元素含量控制在Mo 2.5% ，B 3.3%；
（6）、将钢水送入钻头模具中进行浇注，其中浇注温度为1640℃；
（7）、浇注1.3小时后开箱，并于1200°之间保温4小时，得到粗坯；
（8）、对钻头的排屑槽进行精加工处理，对排屑槽进行精磨处理，将排屑槽打磨光滑；
（9）、将钻头经720°的温度下进行去应力退火，然后在300℃保温3h后炉冷至150℃时空冷；
（10）以60℃/h的速度升温至830℃，保温4h后取出空冷；
（11）在920℃保温2h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间18s，降温至620℃，取出放入水中冷却；
（12）在300℃保温4h进行回火，炉冷；
（13）清理钻头剩下部分的残根、飞边、毛刺，并对钻头进行抛光处理，即可得到成品。
本发明针对现有矿用钻头的不足，在低碳高速钢基础上，加入硼元素，在保持高速钢具有良好高温红硬性的前提下，还具有优异的抗腐蚀能力，能够有效地适应矿上的环境，提高了使用寿命。另外，本发明加入了各种的金属元素，能够改善夹杂物形态和分布的作用，有利于提高钻头的的机械性能，特别是钻头的强韧性和耐腐蚀性，使得钻头更能够适应矿井下的环境。

Claims (1)

1.一种矿用钻头的加工方法，其特征在于：所述的钻头由以下成分组成：
 C 0.12%-0.30%， Mn 3.30%-4.2%，Ti 0.03-0.08% Zr 0.05%-0.22%, Cr 1.7%-2.5% ，Ni 0.35%-1.20% ，V 0.02-0.03% ， Mo 0.5%-2.5% ，B 2.5%-3.3% ，N 0.003-0.01%，P <0.022% ，S <0.028%，Al 10.28%-11.25%，其余为Fe，其制备方法包括如下的步骤：
（1）采用电炉冶炼废钢、废铝，将普通废钢、废铝、增碳剂、混合加热熔化，钢水熔清后加入Ni，继续升温至1640～1660℃，使Ni含量为0.35%-1.20%；
（2）、当C 的含量在0.12%-0.30%之间时，向钢包出钢；
（3）步骤（2）的钢水出钢过程中，向钢包中加入石灰进行脱硫，使得钢液中的S <0.045；
（4）向钢液中加入Mn， Zr， Cr，V，N，使钢液中各元素含量控制在Mn 3.30%-4.2%， Zr 0.05%-0.22%， Cr 1.7%-2.5% ， V 0.02-0.03%；
（5）在吹惰性气体的情况下，再次对钢液进行加热，再向钢液中加入Mo， B，使钢液中的元素含量控制在Mo 0.5%-2.5% ，B 2.5%-3.3%；
（6）将钢水送入钻头模具中进行浇注，其中浇注温度为1625－1640℃；
（7）浇注0.9～1.3小时后开箱，并于1100-1200°之间保温3-4小时，得到粗坯；
（8）对钻头的排屑槽进行精加工处理，对排屑槽进行精磨处理，将排屑槽打磨光滑；
（9）将钻头经650°-720°的温度下进行去应力退火，然后在200-300℃保温1-3h后炉冷至120-150℃时空冷；
（10）以30-60℃/h的速度升温至750-830℃，保温3-4h后取出空冷；
（11）在880-920℃保温1.5-2h， 出炉后迅速放入水玻璃溶剂中，急冷时间12-18s，降温至500-620℃，取出放入水中冷却；
（12）在280-300℃保温3-4h进行回火，炉冷；
（13）清理钻头剩下部分的残根、飞边、毛刺，并对钻头进行抛光处理，即可得到成品。
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