CN107805776A - 一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺 - Google Patents

一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN107805776A
CN107805776A CN201710995190.9A CN201710995190A CN107805776A CN 107805776 A CN107805776 A CN 107805776A CN 201710995190 A CN201710995190 A CN 201710995190A CN 107805776 A CN107805776 A CN 107805776A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carburizing
drilling tool
23crni3moa
carbon potential
control process
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710995190.9A
Other languages
English (en)
Inventor
王志良
沈斌
张群
黄飞
张丽莉
吴再旺
孙洪超
王红玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinchuan Group Co Ltd
Original Assignee
Jinchuan Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinchuan Group Co Ltd filed Critical Jinchuan Group Co Ltd
Priority to CN201710995190.9A priority Critical patent/CN107805776A/zh
Publication of CN107805776A publication Critical patent/CN107805776A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20—Carburising
    • C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺，该工艺包括对热轧23CrNi3MoA中空钢钎具进行渗碳处理、淬火处理和低温回火处理，并通过对每一步骤的工艺参数进行严格控制，可实现渗碳后钎具由表及里的碳势抛物线分布，即由钎具表面到心部碳浓度呈现抛物线形状，使得渗碳后钎具形成硬度过渡区及一定宽度过渡层的复相组织，钎具受到冲击时，从表面到中间及中间到心部可以两次缓解冲击，可以达到钎具强韧性良好匹配，从而有效的提高了钎具的使用寿命。另外，凡属于表面渗碳的钢铁机具，为了实现渗碳碳势的分布状态，均可使用本发明所提供的渗碳分布控制工艺，因此使用范围较广。

Description

一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺
技术领域
本发明属于钎具加工技术领域，具体涉及一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺。
背景技术
凿岩钎具在钻凿过程中接触并破碎岩体，承受着高频率、高冲击功凿岩机施加的拉压、弯曲、扭转循环应力作用，同时承受着巨大的冲击载荷和磨料的剧烈磨损及矿水的腐蚀，因此，凿岩钎具的服役条件十分恶劣，凿岩钎具的质量和性能主要取决于其组织结构，合理的组织结构是获得高寿命钎具的关键，恶劣的工作环境对钎具的质量提出了较高的要求：不仅要求凿岩钎具表面具有较高的硬度和耐磨性，同时要求凿岩钎具心部具有较高的韧性，钎具渗碳工艺决定表面到心部的硬度分布状态及金相组织结构，渗碳后钎具表面的高硬度和心部的高韧性匹配过渡不佳，常常造成钎具的早起失效，这也是目前国内钎具寿命较低的主要原因，通过对凿岩钎具进行渗碳处理分布的工艺控制，是提高凿岩钎具使用寿命的关键。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种可实现渗碳后钎具由表及里碳势抛物线分布、能有效提高钎具使用寿命的23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺，该工艺包括以下步骤：
A、渗碳处理：钎具采用热轧23CrNi3MoA中空钢，以丙烷为渗碳剂，甲醇为稀释剂，工件850℃装入井式渗碳炉内进行渗碳，炉内温度到达780℃开始通入甲醇，炉内温度到达860℃开始通入丙烷，利用红外线或氧探头控制碳势，利用热电偶控制温度，渗碳包含强渗、扩散两个阶段，当炉内温度升至 920℃时，碳势控制为1.1%强渗8小时；而后降低丙烷滴量，碳势控制为0.6%进入扩散阶段，保温2小时，渗碳完成后降低炉内温度至 860℃，保温 1 小时，工件出炉风能淬火；
B、淬火处理：将经上述步骤渗碳完成后的钎具在温度为855-865℃下进行风冷淬火，以≥ 3℃ /s 的冷速冷却到 300℃，以≥ 1℃ /s 的冷速冷却至室温；
C、低温回火处理：将经上述步骤淬火处理后的钎具进行低温回火处理，回火温度210℃，回火保温100分钟。
进一步地，所述步骤A中采用热轧机械钻孔法对￠51的23CrNi3MoA中空钢进行机加工及摩擦焊处理后，得到钎具。
进一步地，所述23CrNi3MoA中空钢的化学成分为C 0.22-0.24%、Si 0.20-0.30%、Mn 0.65-0.75%、Cr 1.25-1.35%、Ni 2.89-2.98%、Mo 0.23-0.28%、P ≤ 0.015%、S ≤0.008%。
进一步地，所述步骤B中淬火处理时保护气体为氮气。
本发明相对现有技术具有以下有益效果：本发明23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺包括对热轧23CrNi3MoA中空钢钎具进行渗碳处理、淬火处理和低温回火处理，并通过对每一步骤的工艺参数进行严格控制，可实现渗碳后钎具由表及里的碳势抛物线分布，即由钎具表面到心部碳浓度呈现抛物线形状，使得渗碳后钎具形成硬度过渡区及一定宽度过渡层的复相组织，钎具受到冲击时，从表面到中间及中间到心部可以两次缓解冲击，可以达到钎具强韧性良好匹配，从而有效的提高了钎具的使用寿命。另外，凡属于表面渗碳的钢铁机具，为了实现渗碳碳势的分布状态，均可使用本发明所提供的渗碳分布控制工艺，因此使用范围较广。
附图说明
图1为本发明处理后钎具表面碳含量与碳层深度的分布图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺，包括以下步骤：
A、渗碳处理：采用热轧机械钻孔法对￠51的23CrNi3MoA中空钢进行机加工及摩擦焊处理后，得到钎具，23CrNi3MoA中空钢的化学成分为C 0.22-0.24%、Si 0.20-0.30%、Mn 0.65-0.75%、Cr 1.25-1.35%、Ni 2.89-2.98%、Mo 0.23-0.28%、P ≤ 0.015%、S ≤ 0.008%，以丙烷为渗碳剂，甲醇为稀释剂，工件850℃装入井式渗碳炉内进行渗碳，炉内温度到达780℃开始通入甲醇，炉内温度到达860℃开始通入丙烷，利用红外线或氧探头控制碳势，利用热电偶控制温度，渗碳包含强渗、扩散两个阶段，当炉内温度升至 920℃时，碳势控制为1.1%强渗8小时；而后降低丙烷滴量，碳势控制为0.6%进入扩散阶段，保温2小时，渗碳完成后降低炉内温度至 860℃，保温 1 小时，工件出炉风能淬火。
B、淬火处理：将经上述步骤渗碳完成后的钎具在温度为855-865℃下进行风冷淬火，淬火处理时保护气体为氮气，以≥ 3℃ /s 的冷速冷却到 300℃，以≥ 1℃ /s 的冷速冷却至室温。
C、低温回火处理：将经上述步骤淬火处理后的钎具进行低温回火处理，回火温度210℃，回火保温100分钟。
如图1所示，通过上述方法生产的钎具渗碳层深度 1.4 mm，表面层含碳量达到0.78%，渗碳层呈现抛物线分布，金相组织过渡均匀，硬度过渡平缓。

Claims (4)

1.一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：
A、渗碳处理：钎具采用热轧23CrNi3MoA中空钢，以丙烷为渗碳剂，甲醇为稀释剂，工件850℃装入井式渗碳炉内进行渗碳，炉内温度到达780℃开始通入甲醇，炉内温度到达860℃开始通入丙烷，利用红外线或氧探头控制碳势，利用热电偶控制温度，渗碳包含强渗、扩散两个阶段，当炉内温度升至 920℃时，碳势控制为1.1%强渗8小时；而后降低丙烷滴量，碳势控制为0.6%进入扩散阶段，保温2小时，渗碳完成后降低炉内温度至 860℃，保温 1 小时，工件出炉风能淬火；
B、淬火处理：将经上述步骤渗碳完成后的钎具在温度为855-865℃下进行风冷淬火，以≥ 3℃ /s 的冷速冷却到 300℃，以≥ 1℃ /s 的冷速冷却至室温；
C、低温回火处理：将经上述步骤淬火处理后的钎具进行低温回火处理，回火温度210℃，回火保温100分钟。
2.根据权利要求1所述的一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺，其特征在于：所述步骤A中采用热轧机械钻孔法对￠51的23CrNi3MoA中空钢进行机加工及摩擦焊处理后，得到钎具。
3.根据权利要求1或2所述的一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺，其特征在于：所述23CrNi3MoA中空钢的化学成分为C 0.22-0.24%、Si 0.20-0.30%、Mn 0.65-0.75%、Cr 1.25-1.35%、Ni 2.89-2.98%、Mo 0.23-0.28%、P ≤ 0.015%、S ≤ 0.008%。
4.根据权利要求1所述的一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺，其特征在于：所述步骤B中淬火处理时保护气体为氮气。
CN201710995190.9A 2017-10-23 2017-10-23 一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺 Pending CN107805776A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710995190.9A CN107805776A (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710995190.9A CN107805776A (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107805776A true CN107805776A (zh) 2018-03-16

Family

ID=61585191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710995190.9A Pending CN107805776A (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107805776A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108467917A (zh) * 2018-06-05 2018-08-31 河南中原特钢装备制造有限公司 一种23CrNi3MoA钻头用钢棒的制造方法
CN109136477A (zh) * 2018-09-19 2019-01-04 温岭市大山热处理厂（普通合伙） 一种火车连接钩用热处理工艺
CN109366105A (zh) * 2018-11-27 2019-02-22 胡敏 一种矿山牙轮零件加工方法
CN109594037A (zh) * 2018-12-29 2019-04-09 苏州誉高紧固系统有限公司 一种提高不锈钢产品防腐蚀的环保工艺
CN110565046A (zh) * 2019-09-25 2019-12-13 贵州捷盛钻具股份有限公司 一种凿岩钎杆热处理方法
CN110894585A (zh) * 2018-09-12 2020-03-20 台州鑫宇铜业股份有限公司 一种铜棒热处理工艺
CN111961974A (zh) * 2020-08-20 2020-11-20 本钢板材股份有限公司 一种开铁口机钎尾轴的制备方法
CN112251712A (zh) * 2020-10-23 2021-01-22 长沙万钛工程机械有限公司 一种中碳低合金钢的渗碳处理方法
CN112251711A (zh) * 2020-10-22 2021-01-22 长沙黑金刚实业有限公司 一种渗碳工件及其制备方法
CN113330126A (zh) * 2019-01-25 2021-08-31 古河凿岩机械有限公司 钻具及其制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103132087A (zh) * 2013-03-20 2013-06-05 北京科技大学 一种23CrNi3Mo钎具用材料的硬度分布控制工艺
CN106521402A (zh) * 2016-11-29 2017-03-22 金川集团股份有限公司 一种23CrNi3MoA中空钢凿岩钎杆整体热处理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103132087A (zh) * 2013-03-20 2013-06-05 北京科技大学 一种23CrNi3Mo钎具用材料的硬度分布控制工艺
CN106521402A (zh) * 2016-11-29 2017-03-22 金川集团股份有限公司 一种23CrNi3MoA中空钢凿岩钎杆整体热处理方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108467917A (zh) * 2018-06-05 2018-08-31 河南中原特钢装备制造有限公司 一种23CrNi3MoA钻头用钢棒的制造方法
CN108467917B (zh) * 2018-06-05 2020-09-29 河南中原特钢装备制造有限公司 一种23CrNi3MoA钻头用钢棒的制造方法
CN110894585A (zh) * 2018-09-12 2020-03-20 台州鑫宇铜业股份有限公司 一种铜棒热处理工艺
CN110894585B (zh) * 2018-09-12 2020-10-20 台州鑫宇铜业股份有限公司 一种铜棒热处理工艺
CN109136477A (zh) * 2018-09-19 2019-01-04 温岭市大山热处理厂（普通合伙） 一种火车连接钩用热处理工艺
CN109366105A (zh) * 2018-11-27 2019-02-22 胡敏 一种矿山牙轮零件加工方法
CN109594037A (zh) * 2018-12-29 2019-04-09 苏州誉高紧固系统有限公司 一种提高不锈钢产品防腐蚀的环保工艺
CN113330126A (zh) * 2019-01-25 2021-08-31 古河凿岩机械有限公司 钻具及其制造方法
US20220090222A1 (en) * 2019-01-25 2022-03-24 Furukawa Rock Drill Co., Ltd. Drill Tool and Method for Producing Same
EP3916114A4 (en) * 2019-01-25 2022-03-23 Furukawa Rock Drill Co., Ltd. DRILLING TOOL AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF
CN110565046A (zh) * 2019-09-25 2019-12-13 贵州捷盛钻具股份有限公司 一种凿岩钎杆热处理方法
CN111961974B (zh) * 2020-08-20 2021-07-09 本钢板材股份有限公司 一种开铁口机钎尾轴的制备方法
CN111961974A (zh) * 2020-08-20 2020-11-20 本钢板材股份有限公司 一种开铁口机钎尾轴的制备方法
CN112251711A (zh) * 2020-10-22 2021-01-22 长沙黑金刚实业有限公司 一种渗碳工件及其制备方法
WO2022083248A1 (zh) * 2020-10-22 2022-04-28 长沙黑金刚实业有限公司 一种渗碳工件及其制备方法
CN112251712A (zh) * 2020-10-23 2021-01-22 长沙万钛工程机械有限公司 一种中碳低合金钢的渗碳处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107805776A (zh) 一种23CrNi3MoA钎具用材料的渗碳碳势分布控制工艺
CN103132087B (zh) 一种23CrNi3Mo钎具用材料的硬度分布控制工艺
CN106756755B (zh) 大型挖掘机齿轮的渗碳淬火方法
CN106141595A (zh) 截齿的钎焊与热处理一体化工艺方法
CN106521402A (zh) 一种23CrNi3MoA中空钢凿岩钎杆整体热处理方法
CN100503893C (zh) 表面具有硬贝氏体组织齿轮的制造工艺
CN106591774B (zh) 一种h13模具钢刀具的复合热处理工艺
CN104981556A (zh) 软氮化高频淬火钢部件
CN102618817A (zh) 用20CrMnTi钢加工成汽车变速箱零件的工艺
CN110564922B (zh) 一种改进的牙轮用钢淬火工艺
CN102703908A (zh) 冲击活塞的热处理方法
CN105349940A (zh) 热锻标识模具钢的渗碳碳氮共渗复合热处理方法
KR20160048629A (ko) 천공용 드릴 비트 및 그 제조 방법
CN103981352A (zh) 一种冶金炉钎杆热处理工艺
CN108103275B (zh) 一种耐磨衬板合金钢的加工方法
CN107345267A (zh) 一种高性能tbm用盘形滚刀热处理工艺
CN104928445B (zh) 一种高风压冲击器活塞及其热处理工艺
CN110157861B (zh) 一种截齿及其制备方法
CN112251711A (zh) 一种渗碳工件及其制备方法
JP5371084B2 (ja) 円柱状部品の熱処理方法
CN112795730B (zh) 一种改善潜孔钻机用钻具性能的热处理方法
CN105821371A (zh) 一种具有硬度梯度分布的钎具钢xgq25的热处理工艺
Yu et al. Effect of Rolling Process on Microstructure and Properties of 95CrMo Drill Steel
CN104481410A (zh) 一种高硬度耐磨岩石钻头的制造方法
CN105648448A (zh) 一种伞齿轮热处理工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180316