一種En40B型鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于熱處理加工領域，特別是一種En40B型鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝。
【背景技術】
[0002]無論是各種礦產資源的開采、鐵路、公路、水利、水電等能源交通的建設，還是地質、建筑等部門，都離不開鉆爆作業(yè)，離不開使用鑿巖釬具。釬具主要包含四大類部件，即釬桿或稱釬子桿，釬頭或鉆頭，連接套筒或稱套筒與釬尾。連接套筒在實際工作中的損害很小，一般需要的量很少，釬尾是整個鑿巖設備的主要消耗工具之一，釬尾是鑿巖機的易損件之一。釬尾是螺紋連接鑿巖釬具的重要組成部分，在工作時直接承受鑿巖機高頻沖擊和強力扭轉，釬尾將鑿巖機活塞運動的沖擊功從釬尾尾端傳遞到釬桿和釬頭，進行鑿巖作業(yè)，同時在鑿巖機轉動套的帶動下傳遞扭矩，使整個釬具的系統(tǒng)轉動。釬尾內孔還受到快速流水的沖刷和礦水的腐蝕。工作環(huán)境的惡劣和承受載荷的復雜性，對釬尾的使用性能提出了更高要求。在使用時釬尾破壞形式主要是釬尾斷裂、尾部端面破損、螺紋磨損、釬耳破斷等幾種失效形式?，F(xiàn)有加工En40B型釬尾工藝流程為:鍛造還料一去應力退火一機械加工一滲碳一直接淬火一低溫回火一校直一時效處理一拋丸一精磨。但是滲碳空淬后存在缺陷:表層粗大塊狀或網(wǎng)狀碳化物、表層大量殘余奧氏體、表面非馬氏體組織、表面硬度低、釬尾畸變過量、滲碳層深度不足、滲層不均勻、表面脫碳。而且工藝中校直的勞動強度大。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服【背景技術】中所述的釬尾熱處理的缺陷，本發(fā)明提出一種En40B型鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝。
[0004]本發(fā)明的技術方案為:一種En40B型鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝，所述的熱處理工藝步驟為:去應力退火一滲碳一高溫回火一等溫淬火一低溫回火；其中，應力退火在箱式電阻爐中進行，將坯料緩慢加熱到600?650°C之間，保溫4?6小時，然后隨爐冷卻到室溫；滲碳時等爐內溫度高于760°C時，才進行裝爐，滲碳溫度為定為880攝氏度到930攝氏度之間，滲碳時間為4小時到8小時,滲碳后進行油冷；油冷后,并進行I?a高溫回火，高溫回火后空冷；等溫淬火時，先把加熱的釬尾投入到溫度稍高于馬氏體轉變的起始溫度353k的鹽浴槽中，保溫半小時以上，釬尾發(fā)生下貝氏體轉變后出爐空冷；釬尾經(jīng)等溫淬火后，進行160?180°C的低溫回火，低溫回火持續(xù)2個小時，低溫回火后空冷。
[0005]所述的熱處理工藝中的滲碳步驟中，需要在釬尾的供水孔處插入棉繩。
[0006]所述的熱處理工藝中的滲碳步驟中，釬尾應垂直吊掛在料筐中，釬尾與釬尾之間均有間隙；每爐裝60根常用長度為550mm的小釬尾，同時攜帶兩個試樣塊。
[0007]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的工藝不僅滿足釬尾的性能要求，也解決了滲碳直接淬火后所產生的缺陷，并減少了釬尾在加熱過程中的變形，減少校直的工作，并延長了釬尾的使用壽命。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】滲碳時間和溫度對滲碳厚度的影響表；
圖2為本發(fā)明【具體實施方式】滲碳工藝和高溫回火工藝曲線簡圖；
圖3為本發(fā)明【具體實施方式】等溫淬火和低溫回火工藝曲線簡圖。
【具體實施方式】
[0009]En40B為釬尾的材料牌號，是英國牌號，屬于合金結構鋼。En40B的化學成分及其質量分數(shù)(％)為:
En40B含碳(C)的質量分數(shù)為0.2%到0.28%之間，含硅(Si)的質量分數(shù)為0.15%到0.35%之間，含錳(Mn)的質量分數(shù)為0.45%到0.70%之間，磷(P)的含量小于0.02%，硫(S)的含量小于0.025%，釩(V)的含量大于0.15%，含鉻(Cr)的質量分數(shù)為3.00%到3.50%之間，含鑰(Mo)的質量分數(shù)為0.45%到0.65%之間。
[0010]各種元素對合金結構鋼的性能的影響:
碳(C)在鋼中隨著其質量分數(shù)的增加，可提高鋼的強度和硬度，但降低塑性和韌性。碳與鋼中某些合金元素化合形成各種碳化物，對鋼的性能產生不同的影響。En40B需要滲碳，增加含碳量。
[0011]硅(Si)提高鋼的強度和回火穩(wěn)定性，特別是經(jīng)淬火、回火后能提高鋼的屈服極限和彈性極限。含硅量高的鋼，其磁性和電阻均明顯提高，但Si有促進石墨化傾向。En40B很好的利用了硅在鋼中的優(yōu)點。
[0012]錳(Mn)提高鋼的強度和顯著提高鋼的淬透性，能消深和減少硫對鋼能產生的熱脆性，含錳量高的鋼，經(jīng)冷加工或沖擊后具有高的耐磨性，但有促使鋼的晶粒長大的傾向。錳的含量較高，正好使釬尾經(jīng)過冷加工或沖擊后具有高的耐磨性。
[0013]磷(P)增加鋼中的非金屬夾雜物，使鋼的強度和塑性降低，特別是在低溫時更嚴重(冷脆性)，但稍高的含磷量能改善低碳鋼的切削加工性。En40B的含磷量都較低，磷對鋼性能的影響也較小。
[0014]硫(S)增加鋼中的非金屬夾雜物，使鋼的強度降低，在熱加工時，容易產生脆性(熱脆性)，但稍高的含硫量能改善低碳鋼的切削加工性。硫在En40B中的含量較低，影響和磷的影響一樣都較小，En40B硫含量不到0.025%，影響不大。
[0015]鉻(Cr)提高鋼的強度、淬透性和起到細化晶粒，提高韌性和耐磨性的作用。含鉻量高的鋼，能增大抗腐蝕(性的)能力，鉻與鎳元素等配合能提高抗氧化性和熱強性，并進一步提高抗腐蝕性。En40B的含鉻量較多，其抗腐蝕的能力增加，韌性也增加。
[0016]鑰(Mo)提高鋼的熱硬性和耐磨性，有阻礙鋼晶粒長大和防止回火脆性的作用，也能提高回火穩(wěn)定性，還能提高鋼的淬透性。
[0017]釩(V)能細化晶粒，提高鋼的強度和韌性，提高鋼的耐磨性和熱硬性以及回火穩(wěn)定性。它只存在于En40B中，它彌補了 En40B中不含鎳的不足。
[0018]En40B型鑿巖針具針尾的加工工藝為:鍛造還料一去應力退火一機械加工一滲碳一高溫回火一等溫淬火一低溫回火一精磨。
[0019]其中熱處理工藝為:
(I)去應力退火: 坯料經(jīng)鍛造后，為消除鍛件中的殘余應力，降低強度和硬度，細化晶粒，均勻成分，使其硬度達到HRC21?27范圍，便于機械加工，并為以后的最終熱處理作好準備。釬尾的預先熱處理采用去應力退火，去應力退火在箱式電阻爐中進行。將坯料緩慢加熱到600?650°C之間，保溫4?6小時，然后隨爐冷卻到室溫。退火能消除殘余應力。
[0020](2)滲碳
由于En40B的合金結構鋼屬于低碳合金鋼，為了滿足釬尾的表面具有高的強度、硬度和耐磨性，釬尾的心部有很好的韌性，對釬尾采取滲碳