專利名稱：長厚壁石油鉆采鋼管熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及長棒料和長厚壁的中頻感應(yīng)熱處理工藝，特別是長厚 壁石油鉆采鋼管的熱處理工藝。
背景技術(shù)：
用于石油鉆探行業(yè)的石油鉆桿，石油鉆鋌都需要在幾千米深的復(fù) 雜地質(zhì)狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，承載著很大彎曲力和載荷變形，所以鉆采鋼 管必須采用優(yōu)質(zhì)碳素合金鋼制成，按標(biāo)準(zhǔn)要求，其硬度、強度和韌性 等力學(xué)性能要求很高，因此生產(chǎn)過程中的熱處理工藝至關(guān)重要。我國 對石油鉆采鋼管的生產(chǎn)起步較晚，按常規(guī)熱處理工藝生產(chǎn)成本高而且
還很難達(dá)到其標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品合格率僅為60%左右，目前，國內(nèi)還沒 有用于石油鉆采鋼管的中頻感應(yīng)熱處理的工藝，國外也未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服目前石油鉆采鋼管無成熟工藝，產(chǎn)品合格率 低的不足之處，提供一種合格、規(guī)范、便于操作的長厚壁石油鉆采鋼 管熱處理工藝，能大大提高產(chǎn)品合格率。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，長厚壁石油鉆采鋼管熱處理工藝包括淬 火，回火熱處理，按以下步驟和工藝參數(shù)進(jìn)行操作
(l)將石油鉆采鋼管表面清理干凈，不能存有油污，以免影響測溫 精度和污染工作環(huán)境。 (2) 淬火
a、 將中頻電源參數(shù)調(diào)整合理，中頻頻率要求200赫茲以下；
b、 用旋進(jìn)式機(jī)床將工件連續(xù)地旋轉(zhuǎn)前進(jìn)加熱至860-900°C;
c、 工件出爐口后再前進(jìn)600mm后進(jìn)行水淬，水溫為25—40°C， 以保證工件有一定的均溫和保溫過程；
d、 淬火硬度達(dá)到HRC48以上。
(3) 淬火后的石油鉆采鋼管要在4小時內(nèi)回火
a、 將中頻電源參數(shù)調(diào)整合理，中頻頻率為100赫茲，這樣可 以保證熱處理電源的透入深度；
b、 用旋進(jìn)式機(jī)床將工件連續(xù)地旋轉(zhuǎn)前進(jìn)加熱至630-660°C;
c、 工件在出爐后再前進(jìn)800mm后進(jìn)行水冷，以保證工件有一 定的均溫和保溫過程。
(4) 檢驗回火后的石油鉆采鋼管每件進(jìn)行硬度、機(jī)械性能的檢測， 合格者入庫。
(5) 硬度或機(jī)械性能不合格可重新進(jìn)行處理。硬度高的可以重新回 火，硬度低的重新返淬，返淬次數(shù)最多三次。
采用以上技術(shù)方案，熱處理操作步驟、工藝參數(shù)合理、規(guī)范，產(chǎn) 品滿足石油工業(yè)部對石油鉆桿、石油鉆鋌的硬度及強度、延伸度、收 縮率、沖擊功等力學(xué)性能的要求，合格率達(dá)95%以上。 具體實施例
下面通過對某集團(tuán)公司加工的石油鉆鋌的實例對本發(fā)明作進(jìn)一步 說明。
材質(zhì)為4145H，規(guī)格為直徑172mm，長度為9500mm。
(1) 將石油鉆鋌清理干凈，放到中頻感應(yīng)淬火加熱機(jī)床上；
(2) 中頻電源的參數(shù)為中頻電壓750V、中頻頻率160HZ、功率 560KW;
(3) 機(jī)床按每分鐘250mm連續(xù)運行；
(4) 將石油鉆鋌加熱到89(TC;
(5) 工件在離爐口后650mm時進(jìn)行淬火；
(6) 淬火水溫為35 °C;
(7) 石油鉆鋌淬火后溫度為12(TC后直接進(jìn)入中頻感應(yīng)回火加熱 機(jī)床；
(8) 回火中頻電源的參數(shù)為中頻電壓750V、中頻頻率100HZ、功率 190KW;
(9) 機(jī)床按每分鐘250mm連續(xù)運行；
(10) 將石油鉆鋌加熱到65(TC;
(11) 工件在離爐口后800mm時進(jìn)行水冷，水溫為35"C;
(12) 工件冷卻到6(TC以下即可。
經(jīng)以上熱處理步驟，石油鉆鋌完全符合并超過美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)。 檢測結(jié)果如下，硬度兩端端面各打6點，布氏硬度HB為
垂線I 311 311 311 307 317 317
垂線II 309 311 313 313 315 313
屈服強度 820 Mpa
抗拉強度 970 Mpa 延伸率 21%
斷面收縮率 60%
夏比沖擊功 102 J 美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)
屈服強度> 785Mpa 抗拉強度》965Mpa延伸率> 13%
斷面收縮率>45% 夏比沖擊功54J布氏硬度HB 285/34權(quán)利要求
1、長厚壁石油鉆采鋼管熱處理工藝，包括淬火，回火熱處理工藝，其特征是按以下步驟和工藝參數(shù)進(jìn)行操作(1)將石油鉆采鋼管表面清理干凈，不能存有油污；(2)淬火將中頻頻率調(diào)整為200赫茲以下，用旋進(jìn)式機(jī)床將工件連續(xù)地旋轉(zhuǎn)前進(jìn)加熱至860-900℃，工件出爐口后再前進(jìn)600mm后進(jìn)行水淬，水溫為25--40℃，淬火硬度達(dá)到HRC48以上，淬火后的石油鉆采鋼管要在4小時內(nèi)回火；(3)回火將中頻電源頻率調(diào)整為100赫茲，用旋進(jìn)式機(jī)床將工件連續(xù)地旋轉(zhuǎn)前進(jìn)加熱至630-660℃，工件出爐后再前進(jìn)800mm后進(jìn)行水冷；(4)檢驗回火后的石油鉆采鋼管每件進(jìn)行硬度、機(jī)械性能的檢測，合格者入庫；(5)硬度或機(jī)械性能不合格可重新進(jìn)行處理，硬度高的可以重新回火，硬度低的重新返淬，返淬次數(shù)最多三次。
全文摘要
本發(fā)明提供一種長厚壁石油鉆采鋼管熱處理工藝，包括淬火，回火熱處理工藝，首先將石油鉆采鋼管表面清理干凈，不能存有油污；然后在中頻頻率為200赫茲以下時淬火，淬火硬度達(dá)到HRC48以上，淬火后的石油鉆采鋼管要在4小時內(nèi)回火；回火時將中頻電源頻率調(diào)整為100赫茲。采用以上技術(shù)方案，熱處理操作步驟、工藝參數(shù)合理、規(guī)范，產(chǎn)品滿足石油工業(yè)部對鉆桿接頭的硬度及強度、延伸度、收縮率、沖擊功等力學(xué)性能的要求，合格率達(dá)95％以上。
文檔編號C21D9/08GK101168794SQ20071018847
公開日2008年4月30日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者徐平安 申請人:咸陽恒通鉆探設(shè)備制造有限公司