一种采油井用的井口压盖热处理系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种采油井用的井口压盖热处理系统，包括用于在井口压盖工件进行热处理时对井口压盖工件进行加热的加热机构；筒体，其可转动的连接底座上，筒体连接用于驱动其转动的第一驱动单元；筒体内部设有用于驱动井口压盖工件旋转的悬挂机构，本发明专利技术在渗氮处理中配合了井口压盖工件的高速旋转，利用高速旋转的离心作用以及表面渗氮时在表面形成相较于内部以及中心对于氢的高溶解区，使内部的氢向表层扩散转移，能够达到使内部的氢扩散到表层并去除部分的效果，当然渗氮的氨气以及内部的氢仍然会有部分溶解在表层；之后通过退火处理进行去氢，能够有效的去除残余在表层的氢，有效的去除渗氢以降低井口压盖工件的脆性。

【技术实现步骤摘要】
一种采油井用的井口压盖热处理系统及其制备方法
本专利技术涉及锻造
，更具体地说，它涉及一种采油井用的井口压盖热处理系统。
技术介绍
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件；与铸件相比，金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件，都是铸件所无法比拟的；对于采油井用的井口压盖由于其使用过程中机械负载较高，工作条件较为恶劣，因此大多采用锻造加工的方式，现有技术中的一个问题是井口压盖渗透氢导致脆性不能得到良好的改善，在使用过程中出现高负载振动开裂的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种采油井用的井口压盖热处理系统，解决相关技术中的技术问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种采油井用的井口压盖热处理系统，包括：加热机构，其用于在井口压盖工件进行热处理时对井口压盖工件进行加热；筒体，其可转动的连接底座上，筒体连接用于驱动其转动的第一驱动单元；筒体内部设有用于驱动井口压盖工件旋转的悬挂机构，悬挂机构包括：旋转轴，其设于筒体的轴线上，并连接第二驱动单元的输出端，通过第二驱动单元驱动旋转；旋转轴可移动的设置于底座上，底座上设有用于支撑旋转轴沿其轴线移动的直线移动机构，该直线移动机构包括通过轴承与旋转轴转动连接的两个轴座，其中一个轴座设置于底座上的滑轨上，并通过滑块与滑轨滑动的连接；另一个轴座与旋转轴和/或底座可拆卸式的连接，或者两个轴座均与旋转轴和/或底座可拆卸式的连接；旋转轴上设置若干个用于定位井口压盖工件的井口压盖工件定位机构，井口压盖工件定位机构包括：多孔盘，其与旋转轴连接，并与旋转轴同步的转动；支撑机构，其用于抵住井口压盖工件内圆面，支撑机构包括套设于旋转轴上的圆盘体以及开设于圆盘体上的若干个盲孔，盲孔的轴心沿圆盘的径向设置，盲孔内设有热伸缩件，热伸缩件的一端延伸到圆盘体的外圆面，热伸缩件的材料为耐高温合金，耐高温合金的牌号为GH3536，热膨胀系数δ为12.1×10-6；井口压盖工件定位机构的多孔盘连接圆盘体，多孔盘上设置若干个通孔，通孔的数量与井口压盖工件上的螺孔位的数量相同。进一步地，所述第一驱动单元包括：第一动力源，其用于输出扭矩到与其连接的减速器的输入端；减速器，其用于提高第一动力源输出的扭矩，并输出扭矩到筒体；第一传动机构，其连接在减速器的输出端与筒体之间，在减速器与筒体之间传递扭矩；减速器包括减速箱体，减速箱体上设置与第一动力源的输出端连接的减速输入轴，减速箱体内设置减速输出轴，该减速输出轴上设置蜗轮，蜗轮与减速箱体内设置的两个蜗杆啮合，其中一个蜗杆连接减速箱体的减速输入轴，这两个蜗杆之间通过同步传动机构连接，同步传动机构使两个蜗杆同步的转动，在减速输出轴驱动两个蜗杆同步转动，通过两个蜗杆与蜗轮的啮合作用驱动减速输出轴转动，减速输入轴的扭矩输入终止时，其中第一动力源输出扭矩的一个蜗杆终止转动时对蜗轮产生自锁作用，对蜗轮以及减速输出轴进行锁止。进一步地，所述井口压盖工件的材料的牌号为40CrMnSiMoV；以质量百分比计，包括以下组分：碳：0.34-0.43％，锰：0.5-0.7％，硅：0.15-0.40％，镍：0.95-1.30％，钼：0.30-0.40％，硫：≤0.04％，磷：≤0.025％，铬：1.40-1.80％，硼：≤0.018％，铜：≤0.1％。进一步地，所述第一传动机构是设置于减速器的输出端上的主动齿轮以及设于筒体的外周上的齿圈，主动齿轮与齿圈啮合以用于传递扭矩。进一步地，所述轴座上设置连接轴，该连接轴的前端设有与旋转轴连接的卡口，旋转轴的端部设有与该卡口配合的插入段，该卡口上设有用于压紧旋转轴的压盖，该压盖上设有与卡口间隙配合的通孔，压盖通过销轴与连接轴的前端铰接。进一步地，所述热伸缩件与井口压盖工件的内圆面之间的间隙S的计算公式为S＝D*δ*91.3％，其中D为热伸缩件常温下外端距离圆盘体轴线的距离。进一步地，所述热伸缩件与盲孔的内壁之间设置间隙，该间隙大于等于2.3mm。进一步地，所述热伸缩件设置为柱状，其外端设置有与井口压盖工件的内圆面配合的弧形部，该弧形部的外圆面与井口压盖工件的内圆面为同轴设置。根据本专利技术的一个方面，提供了一种采油井用的井口压盖热处理系统制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将井口压盖工件套设于圆盘体上，之后通过杆件将井口压盖工件固定于圆盘体上；步骤S2，将一个井口压盖工件定位机构的多孔盘以及支撑机构的圆盘体套设于旋转轴上并与旋转轴固定；之后依次将其余的井口压盖工件定位机构以及井口压盖工件安装完毕；步骤S3，将旋转轴装入筒体内部，并将轴座支撑旋转轴；步骤S4，将筒体内部加热到Ac1-15℃，之后在筒体内充入流动的氨气与氮气的混合气体，其中氨气与氮气的摩尔质量比为3:1；充入的混合气体的流量为0.36Wm3/s，其中W为筒体内部容积；在充入流动的混合气体的同时驱动旋转轴旋转，使井口压盖工件跟随旋转轴转动，转速为300r/S；处理2h之后停止通入混合气体以及中止旋转轴的旋转，将井口压盖工件冷却到500℃；步骤S5，将筒体内部加热到Ac3+20℃，升温速度为34.1℃/S，之后在筒体内充入流动的氮气，流量为0.6Wm3/s，其中W为筒体内部容积；在充入流动的混合气体的同时驱动旋转轴旋转，使井口压盖工件跟随旋转轴转动，转速为300r/S；以62.5℃/S的速度冷却到100℃。步骤S6，将井口压盖工件取出之后进行盐浴渗铬，渗铬温度为963℃，渗铬时间为3.8h；步骤S7，取出盐浴之后的井口压盖工件进行淬火处理获得产品。进一步地，所述盐浴渗铬的渗铬剂按质量分数包括以下组分：5％铬粉+95％硼砂。本专利技术的有益效果在于：本专利技术在渗氮处理中配合了井口压盖工件的高速旋转，利用高速旋转的离心作用以及表面渗氮时在表面形成相较于内部以及中心对于氢的高溶解区，使内部的氢向表层扩散转移，在井口压盖工件的温度下降之后氢的溶解度降低，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采油井用的井口压盖热处理系统，其特征在于，包括：/n加热机构，其用于在井口压盖工件进行热处理时对井口压盖工件进行加热；/n筒体，其可转动的连接底座上，筒体连接用于驱动其转动的第一驱动单元；/n筒体内部设有用于驱动井口压盖工件旋转的悬挂机构，悬挂机构包括：/n旋转轴，其设于筒体的轴线上，并连接第二驱动单元的输出端，通过第二驱动单元驱动旋转；/n旋转轴可移动的设置于底座上，底座上设有用于支撑旋转轴沿其轴线移动的直线移动机构，该直线移动机构包括通过轴承与旋转轴转动连接的两个轴座，其中一个轴座设置于底座上的滑轨上，并通过滑块与滑轨滑动的连接；另一个轴座与旋转轴和/或底座可拆卸式的连接，/n或者两个轴座均与旋转轴和/或底座可拆卸式的连接；/n旋转轴上设置若干个用于定位井口压盖工件的井口压盖工件定位机构，井口压盖工件定位机构包括：/n多孔盘，其与旋转轴连接，并与旋转轴同步的转动；/n支撑机构，其用于抵住井口压盖工件内圆面，支撑机构包括套设于旋转轴上的圆盘体以及开设于圆盘体上的若干个盲孔，盲孔的轴心沿圆盘的径向设置，盲孔内设有热伸缩件，热伸缩件的一端延伸到圆盘体的外圆面，热伸缩件的材料为耐高温合金，耐高温合金的牌号为GH3536，热膨胀系数δ为12.1×10-6；/n井口压盖工件定位机构的多孔盘连接圆盘体，多孔盘上设置若干个通孔，通孔的数量与井口压盖工件上的螺孔位的数量相同。/n...

【技术特征摘要】
1.一种采油井用的井口压盖热处理系统，其特征在于，包括：
加热机构，其用于在井口压盖工件进行热处理时对井口压盖工件进行加热；
筒体，其可转动的连接底座上，筒体连接用于驱动其转动的第一驱动单元；
筒体内部设有用于驱动井口压盖工件旋转的悬挂机构，悬挂机构包括：
旋转轴，其设于筒体的轴线上，并连接第二驱动单元的输出端，通过第二驱动单元驱动旋转；
旋转轴可移动的设置于底座上，底座上设有用于支撑旋转轴沿其轴线移动的直线移动机构，该直线移动机构包括通过轴承与旋转轴转动连接的两个轴座，其中一个轴座设置于底座上的滑轨上，并通过滑块与滑轨滑动的连接；另一个轴座与旋转轴和/或底座可拆卸式的连接，
或者两个轴座均与旋转轴和/或底座可拆卸式的连接；
旋转轴上设置若干个用于定位井口压盖工件的井口压盖工件定位机构，井口压盖工件定位机构包括：
多孔盘，其与旋转轴连接，并与旋转轴同步的转动；
支撑机构，其用于抵住井口压盖工件内圆面，支撑机构包括套设于旋转轴上的圆盘体以及开设于圆盘体上的若干个盲孔，盲孔的轴心沿圆盘的径向设置，盲孔内设有热伸缩件，热伸缩件的一端延伸到圆盘体的外圆面，热伸缩件的材料为耐高温合金，耐高温合金的牌号为GH3536，热膨胀系数δ为12.1×10-6；
井口压盖工件定位机构的多孔盘连接圆盘体，多孔盘上设置若干个通孔，通孔的数量与井口压盖工件上的螺孔位的数量相同。


2.根据权利要求1所述的一种采油井用的井口压盖热处理系统，其特征在于，所述第一驱动单元包括：
第一动力源，其用于输出扭矩到与其连接的减速器的输入端；
减速器，其用于提高第一动力源输出的扭矩，并输出扭矩到筒体；
第一传动机构，其连接在减速器的输出端与筒体之间，在减速器与筒体之间传递扭矩；
减速器包括减速箱体，减速箱体上设置与第一动力源的输出端连接的减速输入轴，减速箱体内设置减速输出轴，该减速输出轴上设置蜗轮，蜗轮与减速箱体内设置的两个蜗杆啮合，其中一个蜗杆连接减速箱体的减速输入轴，这两个蜗杆之间通过同步传动机构连接，同步传动机构使两个蜗杆同步的转动，在减速输出轴驱动两个蜗杆同步转动，通过两个蜗杆与蜗轮的啮合作用驱动减速输出轴转动，减速输入轴的扭矩输入终止时，其中第一动力源输出扭矩的一个蜗杆终止转动时对蜗轮产生自锁作用，对蜗轮以及减速输出轴进行锁止。


3.根据权利要求1所述的一种采油井用的井口压盖热处理系统，其特征在于，所述井口压盖工件的材料的牌号为40CrMnSiMoV；以质量百分比计，包括以下组分：碳：0.34-0.43％，锰：0.5-0.7％，硅：0.15-0.40％，镍：0.95-1.30％，钼：0.30-0.40％，硫：≤0.04％，磷：≤0.025％，铬：1.40-1.80％，硼：≤0.018％，铜：≤0.1％。


4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛霞锋，胡爱兵，
申请(专利权)人：淮安方圆锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32