本發(fā)明屬于釬具熱處理技術領域，具體涉及一種23CrNi3MoA中空鋼鑿巖釬桿整體熱處理方法。

背景技術：

鑿巖釬桿在鉆鑿過程中承受著高頻率、高沖擊功率鑿巖機施加的拉壓、彎曲、扭轉循環(huán)應力作用，同時承受著巨大的沖擊載荷。另外，釬桿具在高速回轉、碰撞的環(huán)境條件下還經(jīng)受巖石、巖粉和礦水等工作介質(zhì)的腐蝕和磨蝕作用，因此，釬桿的服役條件十分惡劣，目前國產(chǎn)釬桿的使用壽命較短，有的甚至使用幾百米就失效，因此釬桿的工作環(huán)境復雜，質(zhì)量要求高。鑿巖釬桿在熱處理過程的好壞直接影響釬桿質(zhì)量的優(yōu)劣，嚴重影響了使用效果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題，提供一種能顯著提高使用壽命、耐磨性能、表面硬度、心部硬度等關鍵技術指標的23CrNi3MoA中空鋼鑿巖釬桿整體熱處理方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種23CrNi3MoA中空鋼鑿巖釬桿整體熱處理方法，該方法包括以下步驟：

A、鑿巖釬桿整體滲碳：將23CrNi3MoA中空鋼鑿巖釬桿加熱到850℃時裝入井式滲碳爐中，當井式滲碳爐爐內(nèi)溫度到達500℃開始通入保護氣體，780℃時開始通入稀釋劑，爐內(nèi)溫度到達850℃時開始通入滲碳劑，控制碳勢和溫度，當爐溫升至 920℃且碳勢為1.2%時進入強滲階段，保溫3-5小時；而后控制碳勢為0.8%時進入擴散階段，保溫2-3小時，隨后降低爐溫至 850℃，保溫1小時，然后鑿巖釬桿出爐風能淬火；

B、鑿巖釬桿整體高溫回火：將深井式爐加熱到680℃時，將經(jīng)過步驟A處理后的鑿巖釬桿放入爐內(nèi)，爐內(nèi)進行氮氣、甲醇保護，到溫后保溫2小時，然后降低爐內(nèi)溫度至500℃時鑿巖釬桿出爐空冷；

C、鑿巖釬桿整體二次風冷淬火：將經(jīng)過步驟B處理后的鑿巖釬桿加熱到850℃時裝入井式滲碳爐中，當井式滲碳爐爐內(nèi)溫度到達500℃開始通入保護氣體，780℃時開始通入稀釋劑，爐內(nèi)溫度到達850℃時開始通入滲碳劑，控制碳勢和溫度，當爐溫升至850℃且碳勢為0.8%時，保溫2小時，而后鑿巖釬桿出爐風能淬火；

D、鑿巖釬桿整體低溫回火：將深井式爐加熱到210℃時，將經(jīng)過步驟C處理后的鑿巖釬桿放入爐內(nèi)，到溫后保溫2小時，鑿巖釬桿出爐空冷。

進一步地，所述步驟A中保護氣體為氮氣，稀釋劑為甲醇，滲碳劑為丙烷。

進一步地，所述步驟A中利用紅外線或氧探頭控制碳勢，利用熱電偶控制溫度。

進一步地，所述步驟C中利用紅外線或氧探頭控制碳勢，利用熱電偶控制溫度。

進一步地，所述步驟C中保護氣體為氮氣，稀釋劑為甲醇，滲碳劑為丙烷。

進一步地，所述鑿巖釬桿為H28、H32、H35、￠32、￠38、￠45、￠51鑿巖用釬桿。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術具有以下有益效果：本發(fā)明的23CrNi3MoA中空鋼鑿巖釬桿整體熱處理方法包括以下步驟：鑿巖釬桿整體滲碳、鑿巖釬桿整體高溫回火、鑿巖釬桿整體二次風冷淬火、鑿巖釬桿整體低溫回火，本發(fā)明能夠在釬桿表面層形成滲碳層組織，滲層深度達到 1.2-1.6mm，表面層含碳量達到0.77-0.83%，表面硬度達到 54-58HRC，心部硬度達到38-45HRC，顯著提高了鑿巖釬桿的疲勞壽命、耐磨性能、表面硬度、心部硬度等關鍵技術指標，使23CrNi3MoA鋼的金相組織得到顯著改善，產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著提高，釬桿平均單根鑿巖進尺壽命由300m～800m延長到1500m～2500m，明顯延長了鑿巖釬桿的使用壽命，實現(xiàn)了鑿巖釬桿使用壽命的歷史性跨越，有效避免了釬桿在使用過程中脆性破損頻繁、釬桿螺紋損壞嚴重，疲勞壽命短的缺陷，同時利用風冷淬火工藝，節(jié)約了能源 ，降低了成本，具有顯著的經(jīng)濟和實用價值。

附圖說明

圖 1 為本發(fā)明的整體滲碳工藝曲線圖；

圖2為本發(fā)明的整體高溫回火工藝曲線圖；

圖3為本發(fā)明的整體二次風冷淬火工藝曲線圖；

圖4為本發(fā)明的整體低溫回火工藝曲線圖；

圖5為本發(fā)明的滲層組織金相圖；

圖6為本發(fā)明的基體組織金相圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

23CrNi3MoA鋼按重量百分比計，主要成分為C 0.20～0.26％、Si 0.15～0.35％、Mn 0.50～0.90％、Cr 1.15～1.45％、Ni 2.75 ～ 3.25％、Mo 0.20 ～ 0.30％、P ≤ 0.025％、S ≤ 0.025％、Cu ≤ 0.02％。

實施例1

將型號為R28/32-4300、材質(zhì)為23CrNi3MoA的H28中空鋼鑿巖釬桿加工成型后進行如下操作：

1、鑿巖釬桿整體滲碳：將鑿巖釬桿加熱到850℃時裝入井式滲碳爐中，以氮氣為保護氣體、甲醇為稀釋劑、丙烷為滲碳劑，當井式滲碳爐爐內(nèi)溫度到達500℃開始通入氮氣，780℃時開始通入甲醇，爐內(nèi)溫度到達850℃時開始通入丙烷，利用紅外線或氧探頭控制碳勢，利用熱電偶控制溫度，滲碳包含強滲、擴散兩個階段，當爐溫升至 920℃且碳勢為1.2%時進入強滲階段，保溫3小時；而后降低丙烷滴量控制碳勢為0.8%時進入擴散階段，保溫2小時，隨后降低爐溫至 850℃，保溫1小時，然后鑿巖釬桿出爐風能淬火。

2、鑿巖釬桿整體高溫回火：將深井式爐加熱到680℃時，將經(jīng)過步驟1處理后的鑿巖釬桿放入爐內(nèi)，爐內(nèi)充氮氣、滴甲醇保護，到溫后保溫2小時，然后降低爐內(nèi)溫度至500℃時鑿巖釬桿出爐空冷。

3、鑿巖釬桿整體二次風冷淬火：將經(jīng)過步驟2處理后的鑿巖釬桿加熱到850℃時裝入井式滲碳爐中，以氮氣為保護氣體、甲醇為稀釋劑、丙烷為滲碳劑，當井式滲碳爐爐內(nèi)溫度到達500℃開始通入氮氣，780℃時開始通入甲醇，爐內(nèi)溫度到達850℃時開始通入丙烷，利用紅外線或氧探頭控制碳勢，利用熱電偶控制溫度，當爐溫升至850℃且碳勢為0.8%時，保溫2小時，而后鑿巖釬桿出爐風能淬火。

4、鑿巖釬桿整體低溫回火：將深井式爐加熱到210℃時，將經(jīng)過步驟3處理后的鑿巖釬桿放入爐內(nèi)，到溫后保溫2小時，鑿巖釬桿出爐空冷。

回火后對組織進行檢測，鑿巖釬桿金相組織均勻，滲碳層深度達到 1.2mm，表面層含碳量達到0.77%，表面硬度達到 54HRC，心部硬度達到38HRC。

實施例2

將型號為T51-3660材質(zhì)為23CrNi3MoA的￠51中空鋼鑿巖釬桿加工成型后進行如下操作：

1、鑿巖釬桿整體滲碳：將鑿巖釬桿加熱到850℃時裝入井式滲碳爐中，以氮氣為保護氣體、甲醇為稀釋劑、丙烷為滲碳劑，當井式滲碳爐爐內(nèi)溫度到達500℃開始通入氮氣，780℃時開始通入甲醇，爐內(nèi)溫度到達850℃時開始通入丙烷，利用紅外線或氧探頭控制碳勢，利用熱電偶控制溫度，滲碳包含強滲、擴散兩個階段，當爐溫升至 920℃且碳勢為1.2%時進入強滲階段，保溫5小時；而后降低丙烷滴量控制碳勢為0.8%時進入擴散階段，保溫3小時，隨后降低爐溫至 850℃，保溫1小時，然后鑿巖釬桿出爐風能淬火。

2、鑿巖釬桿整體高溫回火：將深井式爐加熱到680℃時，將經(jīng)過步驟1處理后的鑿巖釬桿放入爐內(nèi)，爐內(nèi)充氮氣、滴甲醇保護，到溫后保溫2小時，然后降低爐內(nèi)溫度至500℃時鑿巖釬桿出爐空冷。

3、鑿巖釬桿整體二次風冷淬火：將經(jīng)過步驟2處理后的鑿巖釬桿加熱到850℃時裝入井式滲碳爐中，以氮氣為保護氣體、甲醇為稀釋劑、丙烷為滲碳劑，當井式滲碳爐爐內(nèi)溫度到達500℃開始通入氮氣，780℃時開始通入甲醇，爐內(nèi)溫度到達850℃時開始通入丙烷，利用紅外線或氧探頭控制碳勢，利用熱電偶控制溫度，當爐溫升至850℃且碳勢為0.8%時，保溫2小時，而后鑿巖釬桿出爐風能淬火。

4、鑿巖釬桿整體低溫回火：將深井式爐加熱到210℃時，將經(jīng)過步驟3處理后的鑿巖釬桿放入爐內(nèi)，到溫后保溫2小時，鑿巖釬桿出爐空冷。

回火后對組織進行檢測，鑿巖釬桿金相組織均勻，滲碳層深度達到 1.6mm，表面層含碳量達到0.83%，表面硬度達到 58HRC，心部硬度達到45HRC。

本發(fā)明的熱處理方法還可以用于對H32、H35、￠38、￠45、￠51鑿巖用釬桿進行處理。