一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，屬于刀具加工【技術(shù)領(lǐng)域】。其加工步驟為：（1）鉆頭材料的準備；（2）毛坯的鍛造；（3）鍛造毛坯的初加工；（4）鉆頭的深加工；（5）鉆頭的清洗；（6）鉆頭的升溫及均熱；（7）鉆頭真空滲碳的滲碳期；（8）鉆頭真空滲碳的擴散期；（9）鉆頭真空滲碳后的熱處理。本發(fā)明解決了現(xiàn)有巖石鉆頭因硬度和耐磨性不高，而造成鉆進效果差、鉆頭使用壽命短的問題，具有方法簡單，成本低，加工容易的優(yōu)點。
【專利說明】 一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于刀具加工【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種用于巖石鉆孔用鉆頭的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]開挖施工的過程中，經(jīng)常遇到巖石地質(zhì)，為克服這種地質(zhì)，特別是強度達到8000psi (55Mpa)以上至45000psi (310Mpa)的中高硬質(zhì)巖石,各鉆機廠家或配套廠家分別推出了各具特色的巖石鉆進系統(tǒng)。這些系統(tǒng)均采用高壓作為動力源，鉆進效果較好。對于中高硬質(zhì)巖石的鉆進是不得已而采用此類系統(tǒng)，但對于低硬度巖石，采用此類系統(tǒng)成本過高，而普通的合金鉆頭卻能很好地完成鉆進的任務(wù)。目前合金鉆頭的硬度和耐磨性均較低，并且鉆頭的失效和破壞大都發(fā)生在表面或是由表面開始，這是由于工件承受的外力大部分集中在表面或由表及里依此減少，因此設(shè)法提高鉆頭表面的硬度和耐磨性是提高其使用效果和使用壽命的重要方式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有巖石鉆頭因硬度和耐磨性不高，而造成鉆進效果差、鉆頭使用壽命短的問題，本發(fā)明提供一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，其通過改變鉆頭的毛坯組分，并通過真空滲碳技術(shù)，來對其表面進行強化，以提高其硬度和耐磨性，進而改善其使用效果、提高其使用壽命。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
[0005]一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，包括以下步驟:
(1)鉆頭材料的準備:
鉆頭毛坯組分的質(zhì)量百分比為:c:0.25-0.45%、Mn:0.35-0.60 %、Si: ^ 0.35%、S:芻 0.02%、P 0.03%、Cr: ^ 0.10%、Ni: ^ 0.20%、Cu: ^ 0.10%,余量為 Fe ；
(2)毛坯的鍛造:
將坯料放在中頻感應(yīng)加熱爐中加熱到始鍛溫度，再將加熱的坯料放入軋機中利用軋制模具軋成鉆頭毛坯；
(3)鍛造毛坯的初加工:
將鍛造毛坯進行退火后，在車床上進行鉆頭的初加工；
(4)鉆頭的深加工:
將經(jīng)過淬火和回火后的鉆頭先去除表層氧化層，并在磨床上進行精加工；
(5)鉆頭的清洗:
將工件清洗，并放入真空滲碳爐；
(6)鉆頭的升溫及均熱:
將真空滲碳爐抽真空至67Pa后開始升溫，加熱到950-970°C，保溫10分鐘；
(7)鉆頭真空滲碳的滲碳期: 滲碳劑采用丙烷，純度大于97%，滲碳氣流量為使爐壓的增加速度為33Pa/s，直到爐內(nèi)氣壓為1.45-2.55 X 14Pa,滲碳時間為250-265分鐘；
(8)鉆頭真空滲碳的擴散期:
擴散期的真空度為15-22Pa，擴散時間為180-185分鐘；
(9)鉆頭真空滲碳后的熱處理:
滲碳完成后，零件在爐內(nèi)冷卻到740-760V，并通過液氮快速冷卻，然后出爐，其后在一60- - 80°C溫度下保溫2小時，冷處理后進行160-180°C保溫2小時的回火處理。
[0006]優(yōu)選的，所述的步驟(I)中，鉆頭毛坯組分的質(zhì)量百分比為:C:0.35%、Mn:0.55%、Si 0.35%,S:芻 0.02%,P:芻 0.03%,Cr:芻 0.10%、Ni:芻 0.20%,Cu:芻 0.10%，余量為 Fe。
[0007]優(yōu)選的，所述的步驟(7)中，爐內(nèi)氣壓為2.25X 14Pa,滲碳時間為250分鐘。 優(yōu)選的，所述的步驟(8)中，擴散期的真空度為18Pa，擴散時間為180分鐘。
[0008]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
(I)本發(fā)明通過改變鉆頭的毛坯組分，并通過真空滲碳技術(shù)，來對其表面進行強化，提高其硬度和耐磨性，進而改善了其使用效果、提高了其使用壽命。
[0009](2)本發(fā)明方法簡單，成本低，加工容易。

【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0011]實施例1
一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，包括以下步驟:
(1)鉆頭材料的準備:
鉆頭毛坯組分的質(zhì)量百分比為:c:0.35%、Mn:0.55%、Si: ^ 0.35%、S: ^ 0.02%、P:芻 0.03%、Cr: ^ 0.10%、N1:蘭 0.20%、Cu: ^ 0.10%,余量為 Fe ；
(2)毛坯的鍛造:
將坯料放在中頻感應(yīng)加熱爐中加熱到始鍛溫度，再將加熱的坯料放入軋機中利用軋制模具軋成鉆頭毛坯；
(3)鍛造毛坯的初加工:
將鍛造毛坯進行退火后，在車床上進行鉆頭的初加工；
(4)鉆頭的深加工:
將經(jīng)過淬火和回火后的鉆頭先去除表層氧化層，并在磨床上進行精加工；
(5)鉆頭的清洗:
將工件清洗，并放入真空滲碳爐；
(6)鉆頭的升溫及均熱:
將真空滲碳爐抽真空至67Pa后開始升溫，加熱到960°C，保溫10分鐘；
(7)鉆頭真空滲碳的滲碳期:
滲碳劑采用丙烷，純度大于97%，滲碳氣流量為使爐壓的增加速度為33Pa/s，直到爐內(nèi)氣壓為2.25 X 14Pa,滲碳時間為250分鐘；
(8)鉆頭真空滲碳的擴散期:
擴散期的真空度為18Pa，擴散時間為180分鐘； (9)鉆頭真空滲碳后的熱處理:
滲碳完成后，零件在爐內(nèi)冷卻到750 C，并通過液氣快速冷卻，然后出爐，其后在一70°C溫度下保溫2小時，冷處理后進行170°C保溫2小時的回火處理。
【權(quán)利要求】
1.一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，其特征在于以下步驟: (1)鉆頭材料的準備: 鉆頭毛坯組分的質(zhì)量百分比為:c:0.25-0.45%、Μη:0.35-0.60 %、Si: ^ 0.35%、S:芻 0.02%、P 0.03%、Cr: ^ 0.10%、Ni: ^ 0.20%、Cu: ^ 0.10%,余量為 Fe ； (2)毛坯的鍛造: 將坯料放在中頻感應(yīng)加熱爐中加熱到始鍛溫度，再將加熱的坯料放入軋機中利用軋制模具軋成鉆頭毛坯； (3)鍛造毛坯的初加工: 將鍛造毛坯進行退火后，在車床上進行鉆頭的初加工； (4)鉆頭的深加工: 將經(jīng)過淬火和回火后的鉆頭先去除表層氧化層，并在磨床上進行精加工； (5)鉆頭的清洗: 將工件清洗，并放入真空滲碳爐； (6)鉆頭的升溫及均熱: 將真空滲碳爐抽真空至67Pa后開始升溫，加熱到950-970°C，保溫10分鐘； (7)鉆頭真空滲碳的滲碳期: 滲碳劑采用丙烷，純度大于97%，滲碳氣流量為使爐壓的增加速度為33Pa/s，直到爐內(nèi)氣壓為1.45-2.55X 104Pa，滲碳時間為250-265分鐘； (8)鉆頭真空滲碳的擴散期: 擴散期的真空度為15-22Pa，擴散時間為180-185分鐘； (9)鉆頭真空滲碳后的熱處理: 滲碳完成后，零件在爐內(nèi)冷卻到740-760V，并通過液氮快速冷卻，然后出爐，其后在一60- - 80°C溫度下保溫2小時，冷處理后進行160-180°C保溫2小時的回火處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，鉆頭毛坯組分的質(zhì)量百分比為:C:0.35%、Mn:0.55%,S1:蘭0.35%、S:蘭0.02%、P 0.03%、Cr: ^ 0.10%、Ni: ^ 0.20%、Cu: ^ 0.10%,余量為 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，其特征在于，所述的步驟(7)中，爐內(nèi)氣壓為2.25X 104Pa，滲碳時間為250分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硬度耐磨巖石鉆頭的制造方法，其特征在于，所述的步驟(8)中，擴散期的真空度為18Pa，擴散時間為180分鐘。
【文檔編號】E21B10/46GK104481410SQ201410480842
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】王冰 申請人:馬鞍山邦斯科自動化科技有限公司