阅读说明：本技术 用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法 (Heat treatment method for roller of 55SiMoV material mining roller bit ) 是由 明伟方 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法,包括以下步骤：S1、对滚柱进行渗碳：渗碳时,加热温度为930℃-940℃；S2、对渗碳后的滚柱进行淬火：淬火时,加热温度为810℃-830℃；S3、对淬火后的滚柱进行低温回火：低温回火时,加热温度为280℃-320℃；S4、空冷至室温,完成对滚柱的热处理；对滚柱进行热处理时,先对滚柱进行渗碳,然后对渗碳后的滚柱进行淬火,接着对淬火后的滚柱进行低温回火,最后空冷至室温,完成对滚柱的热处理,通过先渗碳后淬火,提高了滚柱的硬度及均匀性,大大提高了滚柱的热处理质量,从而极大地提高了钻头的使用寿命。(The invention discloses a heat treatment method for a roller of a 55SiMoV material mining roller bit, which comprises the following steps: s1, carburizing the roller: when in carburization, the heating temperature is 930-940 ℃; s2, quenching the carburized roller: when quenching, the heating temperature is 810-830 ℃; s3, carrying out low-temperature tempering on the quenched roller: when in low-temperature tempering, the heating temperature is 280-320 ℃; s4, air cooling to room temperature to finish the heat treatment of the roller; when the roller is subjected to heat treatment, the roller is firstly carburized, then the carburized roller is quenched, then the quenched roller is subjected to low-temperature tempering, finally the roller is cooled to room temperature in an air cooling mode, the roller is subjected to heat treatment after carburization, the uniformity and the hardness of the roller are improved, the heat treatment quality of the roller is greatly improved, and therefore the service life of the drill bit is greatly prolonged.)

用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法

技术领域

本发明属于矿用三牙轮钻头制造技术领域，具体涉及用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法。

背景技术

牙轮钻头是使用最广泛的一种钻井钻头。牙轮钻头工作时切削齿交替接触井底，破岩扭矩小，切削齿与井底接触面积小，比压高，易于吃入地层；工作刃总长度大，因而相对减少磨损。牙轮钻头能够适应从软到坚硬的多种地层，牙轮钻头作为一种钻削岩层的工具已被广泛应用，钻头性能的显著改进直接降低钻井成本，尤其是近十年进步最快。使用寿命和钻速两个性能指标，它们最终确定钻头影响钻井成本的程度。提高钻头的机械钻速和使用寿命是降低钻井成本的有效途径。

矿用三牙轮钻头是露天矿山穿孔的主要工具，主要由牙爪、牙轮及滚柱等多种小零件组成。其工作原理是钻头整体公转的同时，牙轮围绕与之配合的牙爪轴头自转，从而破碎岩石。牙轮内孔、牙爪轴头以及滚柱等构成一个复杂的滚动轴承系统，工作中承受巨大的钻机轴压。作为钻头重要部件的滚柱，其热处理要求特别高，对钻头使用寿命影响大。如何提高矿用牙轮钻头滚柱的热处理质量，从而提高钻头的整体使用寿命，是同行业一直努力寻求解决的难题，为此，我们提出用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法，包括以下步骤：

S1、对滚柱进行渗碳：渗碳时，加热温度为930℃-940℃；

S2、对渗碳后的滚柱进行淬火：淬火时，加热温度为810℃-830℃；

S3、对淬火后的滚柱进行低温回火：低温回火时，加热温度为280℃-320℃；

S4、空冷至室温，完成对滚柱的热处理。

本发明作为进一步优选的：渗碳和淬火工序，均在45KW滚桶炉中完成，低温回火工序，在36KW低温回火炉中完成。

本发明作为进一步优选的：在S1中，渗碳时，向45KW滚桶炉中加入甲醇，甲醇滴量为120-130d/分。

本发明作为进一步优选的：渗碳过程中，向45KW滚桶炉中加入煤油，前28-32分钟，煤油滴量为78-82d/分，后7-8小时，煤油滴量为40-60d/分，渗碳时间完成后，油冷。

本发明作为进一步优选的：在S2中，淬火时，向45KW滚桶炉中加入甲醇，甲醇滴量为40-80d/分，加入甲醇后28-32分钟，入油冷却至100℃-150℃出油。

本发明作为进一步优选的：在S3中，低温回火时，加热时间为2.8-3.2小时。

本发明作为进一步优选的：所述滚柱的材质为55SiMoV。

本发明作为进一步优选的：在渗碳、淬火和低温回火的过程中，对45KW滚桶炉和36KW低温回火炉内的加热温度进行检测。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法，与现有技术相比，具有以下优点：

对滚柱进行热处理时，先对滚柱进行渗碳，然后对渗碳后的滚柱进行淬火，接着对淬火后的滚柱进行低温回火，最后空冷至室温，完成对滚柱的热处理，通过先渗碳后淬火，提高了滚柱的硬度及均匀性，大大提高了滚柱的热处理质量，从而极大地提高了钻头的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的渗碳曲线图；

图3为本发明的淬火火曲线图；

图4为本发明的低温回火火曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了如图1所示的用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法，包括以下步骤：

S1、对滚柱进行渗碳：渗碳时，加热温度为930℃；

S2、对渗碳后的滚柱进行淬火：淬火时，加热温度为810℃；

S3、对淬火后的滚柱进行低温回火：低温回火时，加热温度为280℃；

S4、空冷至室温，完成对滚柱的热处理。

本发明具体的：渗碳和淬火工序，均在45KW滚桶炉中完成，低温回火工序，在36KW低温回火炉中完成。

本发明具体的：在S1中，渗碳时，向45KW滚桶炉中加入甲醇，甲醇滴量为120d/分。

通过采用上述技术方案，甲醇作为保护气氛热处理的媒介，用作气体渗碳，碳氮共渗的稀释剂，防止碳黑出现，同时，作为保护气氛的主气源，防止滚柱加热过程中脱碳。

本发明具体的：渗碳过程中，向45KW滚桶炉中加入煤油，前28分钟，煤油滴量为78d/分，后7小时，煤油滴量为40d/分，渗碳时间完成后，油冷。

通过采用上述技术方案，煤油作为渗碳剂，根据实际情况，在前28分钟的强渗期和后7小时的扩散期，改变煤油的滴入含量，使滚柱的表层碳浓度、渗碳层深度都达到最佳效果。

本发明具体的：在S2中，淬火时，向45KW滚桶炉中加入甲醇，甲醇滴量为40d/分，加入甲醇后28分钟，入油冷却至100℃出油。

通过采用上述技术方案，甲醇作为保护气氛热处理的媒介，用作气体渗碳，碳氮共渗的稀释剂，防止碳黑出现，同时，作为保护气氛的主气源，防止滚柱加热过程中脱碳。

本发明具体的：在S3中，低温回火时，加热时间为2.8小时。

通过采用上述技术方案，可以确定加热时间。

本发明具体的：所述滚柱的材质为55SiMoV。

本发明具体的：在渗碳、淬火和低温回火的过程中，对45KW滚桶炉和36KW低温回火炉内的加热温度进行检测。

通过采用上述技术方案，可以保障对滚柱的热处理效果。

工作原理：对滚柱进行热处理时，先对滚柱进行渗碳，渗碳时，加热温度为930℃，然后对渗碳后的滚柱进行淬火，淬火时，加热温度为810℃，接着对淬火后的滚柱进行低温回火，低温回火时，加热温度为280℃，在2.8小时后，空冷至室温，完成对滚柱的热处理，提高了滚柱的硬度及均匀性，大大提高了滚柱的热处理质量，从而极大地提高了钻头的使用寿命。

实施例二

本发明还提供了如图1-4所示的用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法，与实施例一不同的是：

对滚柱进行渗碳：渗碳时，加热温度为935℃，向45KW滚桶炉中加入煤油，前30分钟，煤油滴量为80d/分，后7.5小时，煤油滴量为50d/分，渗碳时间完成后，油冷。

对渗碳后的滚柱进行淬火：淬火时，加热温度为820℃，向45KW滚桶炉中加入甲醇，甲醇滴量为60d/分，加入甲醇后30分钟，入油冷却至125℃出油；

对淬火后的滚柱进行低温回火：低温回火时，加热温度为300℃，加热时间为3小时。

工作原理：对滚柱进行热处理时，先对滚柱进行渗碳，渗碳时，加热温度为935℃，然后对渗碳后的滚柱进行淬火，淬火时，加热温度为820℃，接着对淬火后的滚柱进行低温回火，低温回火时，加热温度为300℃，在3小时后，空冷至室温，完成对滚柱的热处理，提高了滚柱的硬度及均匀性，大大提高了滚柱的热处理质量，从而极大地提高了钻头的使用寿命。

实施例三

本发明还提供了如图1所示的用于55SiMoV材料矿用牙轮钻头滚柱的热处理方法，与实施例一不同的是：

对滚柱进行渗碳：渗碳时，加热温度为940℃，向45KW滚桶炉中加入甲醇，甲醇滴量为130d/分，向45KW滚桶炉中加入煤油，前32分钟，煤油滴量为82d/分，后8小时，煤油滴量为60d/分，渗碳时间完成后，油冷。

对渗碳后的滚柱进行淬火：淬火时，加热温度为830℃，向45KW滚桶炉中加入甲醇，甲醇滴量为80d/分，加入甲醇后32分钟，入油冷却至150℃出油；

对淬火后的滚柱进行低温回火：低温回火时，加热温度为320℃，加热时间为3.2小时。

工作原理：对滚柱进行热处理时，先对滚柱进行渗碳，渗碳时，加热温度为940℃，然后对渗碳后的滚柱进行淬火，淬火时，加热温度为830℃，接着对淬火后的滚柱进行低温回火，低温回火时，加热温度为320℃，在3.2小时后，空冷至室温，完成对滚柱的热处理，提高了滚柱的硬度及均匀性，大大提高了滚柱的热处理质量，从而极大地提高了钻头的使用寿命。

参照实施例一、实施例二和实施例三热处理后的滚柱，对滚柱的检测结果见衰1；

表1

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。