專利名稱：沖擊鑿巖用摩擦焊接重型釬桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釬桿，尤其是一種沖擊鑿巖用摩擦焊接重型釬桿。
背景技術(shù)：
重型釬桿在鉆鑿巖石時(shí)要承受巨大的拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲應(yīng)力和磨損，生產(chǎn)重型釬桿的材料就必須要有 很高的強(qiáng)度和韌性，表面還要抗磨損。目前，國內(nèi)外重型釬桿生產(chǎn)商均選用高成本的Cr-Ni-Mo系鋼作為釬 具材料來滿足重型釬桿的力學(xué)性能。由于我國的Ni資源匱乏，且Ni又是重要的戰(zhàn)略資源，近年來價(jià)格飆升， 造成重釬的生產(chǎn)成本居高不下，給生產(chǎn)廠家和用戶帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)壓力。湖北嘉裕管業(yè)股份有限公司應(yīng) 用20Si2Mn2CrMoVA鋼替代Cr-Ni-Mo系鋼，采用"電均熱一一熱穿孔一全程帶芯縱軋"法、"整體滲碳一油 (氣)淬火一回火"工藝以及磨擦焊接技術(shù)，生產(chǎn)出了新型鉆車鑿巖用超長暨高性價(jià)比重型螺紋連接釬桿， 既節(jié)約了稀貴資源Ni，又大幅降低了生產(chǎn)成本，滿足了用戶的需求。

發(fā)明內(nèi)容
為了既能滿足釬桿承受巨大的拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲應(yīng)力而不易磨損的力學(xué)性能，又能節(jié)約稀有的Ni資源， 降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供了一種沖擊鑿巖用摩擦焊接重型釬桿。該釬桿通過采用特殊的材料、工藝方法 和技術(shù)，生產(chǎn)出的釬桿具有很高的強(qiáng)度和韌性，表面非?？鼓p，長度在6米以上(超長)，而且降低了生 產(chǎn)成本，節(jié)約了稀有資源。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是根據(jù)重型釬桿釬柄、釬梢和桿體工作的環(huán)境與受力情況 的不同，分別選用不同的材質(zhì)，然后使用摩擦悍接技術(shù)將三者焊接成一個整體，再進(jìn)行整體滲碳處理。釬
柄、釬梢部選用18CrNi3Mo、 18CrNiMoV、 22SiMnM2CrMo、 18Cr2Ni2W或23CrNi2WMoV滲碳鋼。由 于桿體的長度占重釬總長度的90%以上，而工作環(huán)境和受力條件比釬柄釬梢好，選用不含Ni的 20Si2Mn2CrMoVA滲碳鋼作為桿體材料，達(dá)到了大幅節(jié)約N改源降低成本的目的。在鋼冶煉技術(shù)上采用 超級鋼冶煉技術(shù)，即電弧爐熔煉(EBT) +鋼包爐外精煉(LF) +真空脫產(chǎn)氣(VD)處理的處理方法生 產(chǎn)20Si2Mn2CrMoVA滲碳鋼。在軋制和制釬工藝上，采用"電均熱一熱穿孔一全程帶芯縱軋"法、"整體 滲碳_油(氣)淬火一回火"工藝。在焊接技術(shù)上采用磨擦焊接。焊接時(shí)，先使一工件以中心線為軸高速 旋轉(zhuǎn)，將另一工件向旋轉(zhuǎn)工件施加軸向壓力，磨擦加熱。達(dá)到給定磨擦?xí)r間或規(guī)定磨擦變形量，即接頭加 熱到焊接溫度時(shí)，立即停止工件旋轉(zhuǎn)，同時(shí)施加更大的軸向壓力，進(jìn)行頂段焊接。
本發(fā)明的有益效果是，采用特殊的材料、冶煉技術(shù)和工藝方法，不僅使生產(chǎn)出的釬桿具有很高的強(qiáng)度、 韌性和抗磨損，而且有足夠的長度(大于6米)，大大提高了釬桿的使用壽命和施工效率，還大幅降低了生 產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
材料的選擇釬柄、釬梢部選用18CrNi3No、 18CrNiMoV、 22SiMnNi2CrMo、 18Cr2Ni2W或
23CrNi2WMoV滲碳鋼。桿體采用20Si2Mn2CrMoVA滲碳鋼，以節(jié)省鎳、鎢等稀貴資源和降低成本。 超級鋼冶煉技術(shù)電弧爐熔煉(EBT) +鋼包爐外精煉(LF) +真空脫產(chǎn)氣(VD)處理。 軋制和制釬工藝"電均熱一熱穿孔一全程帶芯縱軋"法、"整體滲碳一油(氣)淬火一回火"工藝。 磨擦焊接技術(shù)焊接時(shí)，先使一個工件以中心線為軸高速旋轉(zhuǎn)，將另一個工件向旋轉(zhuǎn)工件施加軸向壓
力，磨擦加熱。達(dá)到給定磨擦?xí)r間或規(guī)定磨擦變形量，即接頭加熱到焊接溫度時(shí)，立即停止工件旋轉(zhuǎn)，同
時(shí)施加更大的軸向壓力，進(jìn)行頂段焊接。
工藝路線高性能滲碳鋼坯料下料""檢査一中頻感應(yīng)加熱一二輥穿 L一三輥軋管減^"六輥熱軋成型
一精整一墩頭一軟回火一加工螺紋一磨擦焊接一整體滲碳一淬火回火一拋丸防銹一入庫。
權(quán)利要求
1.一種沖擊鑿巖用摩擦焊接重型釬桿，其特征是釬柄、釬梢由于工作環(huán)境惡劣，是應(yīng)力較集中的部位，采用Cr-Ni-Mo系鋼；占整個重釬長度90％以上的桿體工作環(huán)境相對較好，是不易失效的部位，就選用不含稀有金屬鎳或鎢的20Si2Mn2CrMoVA滲碳鋼；創(chuàng)造性地采用磨擦焊接技術(shù)把三者有機(jī)地連接成一個整體，從而使釬桿最終失效部位移出焊接接頭之外，達(dá)到提高釬桿使用壽命、降低制造成本、節(jié)約稀貴資源的目的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沖擊鑿巖用摩擦焊接重型釬桿，其特征是采用"電均熱——熱穿 L一 —全程帶芯縱軋法"工藝是這項(xiàng)技術(shù)的另一特征。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沖擊鑿巖用摩擦焊接重型釬桿，其特征是摩擦焊接不同材質(zhì)的釬柄、 釬梢和釬桿桿體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沖擊鑿巖用摩擦焊接重型釬桿。一種沖擊鑿巖用摩擦焊接重型釬桿，該釬桿通過采用特殊的材料、加工技術(shù)和工藝方法，不僅使生產(chǎn)出的釬桿具有很高的強(qiáng)度、韌性和表面非常抗磨損，足夠的長度(大于6米)，而且節(jié)約稀有的Ni資源，大幅降低生產(chǎn)成本。
文檔編號E21B17/00GK101614110SQ20081004815
公開日2009年12月30日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者葉凌云, 周寶生, 周志專, 段立人, 高鵬舉 申請人:湖北嘉裕管業(yè)股份有限公司