CN109304582A - 一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了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，下料时避开切割点；步骤二、锻造：采用锻造机械对胚料进行高温锻造，锻造温度达到1000‑1200摄氏度；步骤三、正火：将步骤二中获得到胚料进行正火，正火温度问600‑800摄氏度，正火时间20‑30min；步骤四、机械加工：采用机床对整体进行精加工，加工过程中切削预料为0.1‑0.5mm，步骤五、渗碳；步骤六、热处理：对渗碳完成后的工件进行多次交错的淬火和回火，使得内部结构细密；步骤七、清洗。本发明能够快速的获得牙轮钻头的钢齿牙轮，其微观结构均一，同时整体抗冲击性强，能够耐高温高压。
Description
技术领域
本发明涉及牙轮钻头领域，具体是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
本发明的目的在于提供一种矿用牙轮钻头钢齿牙轮制造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
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，下料时避开切割点，保证整块料的内部结构均一，保证加工精度；
步骤二、锻造：采用锻造机械对胚料进行高温锻造，锻造温度达到1000-1200摄氏度，然后利用锻造设备锻造成形，完成后自然冷却；
步骤三、正火：将步骤二中获得到胚料进行正火，正火温度问600-800摄氏度，正火时间20-30min，并采用40-60摄氏度的冷却油快速冷却；
步骤四、机械加工：采用机床对整体进行精加工，加工过程中切削预料为0.1-0.5mm，避免材料黏刀造成的加工风险增大；
步骤五、渗碳：对渗碳处理的碳势为2.80-3.55％，渗碳时间为10-20h，渗碳层深度为2.1-4.5mm，缓冷时间为80-100min；
步骤六、热处理：对渗碳完成后的工件进行多次交错的淬火和回火，使得内部结构细密；
步骤七、清洗。
作为本发明进一步的方案：所述正火加热到指定温度后还需要保温3.5-4.5h，保温既是切断热源并密封在炉内。
作为本发明进一步的方案：所述回火的温度160-180℃，保温3-5h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够快速的获得牙轮钻头的钢齿牙轮，其微观结构均一，同时整体抗冲击性强，能够耐高温高压。
具体实施方式
下面将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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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，下料时避开切割点，保证整块料的内部结构均一，保证加工精度；
步骤二、锻造：采用锻造机械对胚料进行高温锻造，锻造温度达到1000-1200摄氏度，然后利用锻造设备锻造成形，完成后自然冷却；
步骤三、正火：将步骤二中获得到胚料进行正火，正火温度问600-800摄氏度，正火时间20-30min，并采用40-60摄氏度的冷却油快速冷却；
步骤四、机械加工：采用机床对整体进行精加工，加工过程中切削预料为0.1-0.5mm，避免材料黏刀造成的加工风险增大；
步骤五、渗碳：对渗碳处理的碳势为2.80-3.55％，渗碳时间为10-20h，渗碳层深度为2.1-4.5mm，缓冷时间为80-100min；
步骤六、热处理：对渗碳完成后的工件进行多次交错的淬火和回火，使得内部结构细密；
步骤七、清洗。
所述正火加热到指定温度后还需要保温3.5-4.5h，保温既是切断热源并密封在炉内。
所述回火的温度160-180℃，保温3-5h。
本发明能够快速的获得牙轮钻头的钢齿牙轮，其微观结构均一，同时整体抗冲击性强，能够耐高温高压。
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)。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
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，下料时避开切割点，保证整块料的内部结构均一，保证加工精度；
步骤二、锻造：采用锻造机械对胚料进行高温锻造，锻造温度达到1000-1200摄氏度，然后利用锻造设备锻造成形，完成后自然冷却；
步骤三、正火：将步骤二中获得到胚料进行正火，正火温度问600-800摄氏度，正火时间20-30min，并采用40-60摄氏度的冷却油快速冷却；
步骤四、机械加工：采用机床对整体进行精加工，加工过程中切削预料为0.1-0.5mm，避免材料黏刀造成的加工风险增大；
步骤五、渗碳：对渗碳处理的碳势为2.80-3.55％，渗碳时间为10-20h，渗碳层深度为2.1-4.5mm，缓冷时间为80-100min；
步骤六、热处理：对渗碳完成后的工件进行多次交错的淬火和回火，使得内部结构细密；
步骤七、清洗。
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，所述正火加热到指定温度后还需要保温3.5-4.5h，保温既是切断热源并密封在炉内。
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，所述回火的温度160-180℃，保温3-5h。
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| CN104195311A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-10 | 湖北鸣利来冶金机械科技有限公司 | 牙轮钻头牙轮热处理工艺 |
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