一种地质岩心取芯外管材料和工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种地质岩心取芯外管材料和工艺，具体涉及地质钻探领域，包括首先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到830℃，持续4h，然后水冷却，紧接着将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到200℃持续8h，淬火后保温回火，紧接着回火完成后出炉空冷至100℃以下，将钢板放入油或水中进行进一步冷却，在本方案中第一次使用830℃进行正火，第二次适当地降低温度进行正火，同时冷却速度也不会太快，这样能保证得到的40Mn2钢材的抗裂性更好，本发明专利技术优化了40Mn2钢的热处理工艺，消除了工件内部的应力，让工件内部的晶体结构稳定，管材的硬度、强度、韧性以及耐磨性进一步提高，解决了钢件结构容易开裂的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种地质岩心取芯外管材料和工艺


[0001]本专利技术涉及地质钻探
，更具体地说，本专利技术涉及一种地质岩心取芯外管材料和工艺。

技术介绍

[0002]40Mn2是合金结构钢，标准:GB/T3077
‑
1999，这是一种中碳调质锰钢，钢的强度、塑性和耐磨性都较高，可切削性及热处理工艺性能亦好，在油中临界淬透直径达8.5～23mm，在水中临界淬透直径达20
‑
42mm，但存在回火脆性和过热敏感性，而且淬火时易于开裂；
[0003]一般在调质状态下使用，可用于制造重负荷条件下工作的零件，如轴、曲轴、车轴、活塞杆、蜗杆、杠杆、连杆、有负荷的螺栓、螺钉、加固环、弹簧以及其它调质件，一般用于直径小于50m的小截面重要零件时，这种钢的静强度及疲劳性能均与40Cr钢相当，故可作40Cr的代用钢；
[0004]40Mn2的合金结构有白点敏感性，冷变形塑性不高，淬火时易于开裂，焊接性差的问题，需要预热到100
‑
425℃后方可焊接。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种地质岩心取芯外管材料和工艺，通过提供的40Mn2钢的热处理方法，优化了传统的热处理工艺，通过本专利技术的热处理方法消除工件内部的应力，让工件内部的晶体结构稳定，管材的硬度、强度、韧性以及耐磨性进一步提高，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种地质岩心取芯外管的制作工艺，包括：
[0007]S1：先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到800℃
‑
850℃，持续4h
‑
5h，然后水冷却；
[0008]S2：将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到200℃
‑
600℃持续3h
‑
8h，淬火后保温回火。
[0009]在一个优选的实施方式中，
[0010]S1：先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到830℃，持续4h，然后水冷却；
[0011]S2：将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到200℃持续8h，淬火后保温回火；
[0012]S3：回火完成后出炉空冷至100℃以下，将钢板放入油或水中进行进一步冷却。
[0013]在一个优选的实施方式中，
[0014]S1：先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到830℃，持续5h，然后水冷却；
[0015]S2：将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到400℃持续4h，淬火后保
温回火；
[0016]S3：回火完成后出炉空冷至100℃以下，将钢板放入油或水中进行进一步冷却。
[0017]在一个优选的实施方式中，
[0018]S1：先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到830℃，持续5h，然后水冷却；
[0019]S2：将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到600℃持续3h，淬火后保温回火；
[0020]S3：回火完成后出炉空冷至100℃以下，将钢板放入油或水中进行进一步冷却。
[0021]在一个优选的实施方式中，
[0022]S1：先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到830℃，持续5h；
[0023]S2：将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到400℃持续3h，等温回火。
[0024]在一个优选的实施方式中，其中钢件的锻造前，原胚料加热方式采用中频感应加热方式，其感应加热频率300Hz、加热时间30s并加热至800
‑
1100℃，或感应加热频率1000Hz、加热时间20s并加热至800
‑
1100℃。
[0025]通过采用上述技术方案，感应加热也就是通过电磁感应现象使线圈内部产生电磁感应涡流，把要加热的坯料放到涡流中使钢件的温度通过涡流迅速升高，从而形成加热的效果，感应加热通过电磁感应装置的电磁感应现象使电能转化成热能，把热能传递给被加热的工件，相比传统的依靠热辐射有较高的热量传递效率；
[0026]另外感应加热的速度越快，钢件表面所形成的氧化层量也就越少，使得钢材的使用率得到提升，降低损耗；
[0027]其中在该实施状态下，感应加热频率300Hz、加热时间30s并加热至800
‑
1100℃，目的是为了延长加热时间，使得钢件配料的中心处得以加热，尽可能均匀钢件内外温度，降低因温度应力而产生的钢件胚料裂纹与开裂的概率；
[0028]另外在感应加热频率1000Hz、加热时间20s并加热至800
‑
1100℃，其目的是为了缩短加热时间，通过钢件表面所形成的氧化层量减少，使得钢材的使用率得到提升，降低钢材的损耗。
[0029]在一个优选的实施方式中，钢件原胚料在加热加工前采用切割的方式，使其形成高宽比为1:2
‑
1:4，其中切割后钢件的宽面为直接受热接触面；
[0030]其中钢件切割的形状包括圆片状与长条片状，另外在对钢件材料进行加工形变的过程中沿其带状组织分布方向垂直处理。
[0031]通过采用上述技术方案，这样设置的目的是为了尽可能的让钢件胚料的中心处受热均匀，另外沿其带状组织分布方向垂直处理可以降低钢件形变过程中造成裂纹的概率。
[0032]在一个优选的实施方式中，一种地质岩心取芯外管材料，采用40Mn2材料，化学成分：碳C:0.35
‑
0.45，硅SI：0.20
‑
0.40，锰Mn:1.60
‑
1.80，磷P:0.300(残余留量)，硫S:0.30(残余留量)，铬Cr≤0.30(残余留量)，镍Ni≤0.30(残余留量)，铜Cu≤0.30(残余留量)。
[0033]在一个优选的实施方式中，钢件管材的外管采用方形外管表面设置。
[0034]通过采用上述技术方案，能够在工作中减少表面阻力延长使用寿命进一步提升工作效率。
[0035]本专利技术的技术效果和优点：
[0036](1)本专利技术提供的40Mn2钢的热处理方法，优化了传统的热处理工艺，通过本专利技术的热处理方法消除工件内部的应力，让工件内部的晶体结构稳定，管材的硬度、强度、韧性以及耐磨性进一步提高，解决了钢件结构容易开裂的问题。
[0037](2)本专利技术的热处理方法操作简单，操作过程绿色环保，前后步骤衔接紧密，为后续加工处理提供了可参考的具体方法，属于比较优异的一种热处理方法。
[0038](3)本专利技术将采用方外管表面，其优点在于能够在工作中减少表面阻力延长使用寿命进一步提升工作效率。
[0039](4)通过改进感应加热频率与加热时长，根据所需的要求，配置出1、降低损耗，减少氧化层；2、降低因温度应力而产生的钢件胚料裂纹与开裂的概率，两种方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地质岩心取芯外管的制作工艺，包括，其特征在于：S1：先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到800℃
‑
850℃，持续4h
‑
5h，然后水冷却；S2：将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到200℃
‑
600℃持续3h
‑
8h，淬火后保温回火。2.根据权利要求1所述的一种地质岩心取芯外管的制作工艺，其特征在于：S1：先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到830℃，持续4h，然后水冷却；S2：将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到200℃持续8h，淬火后保温回火；S3：回火完成后出炉空冷至100℃以下，将钢板放入油或水中进行进一步冷却。3.根据权利要求1所述的一种地质岩心取芯外管的制作工艺，其特征在于：S1：先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到830℃，持续5h，然后水冷却；S2：将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到400℃持续4h，淬火后保温回火；S3：回火完成后出炉空冷至100℃以下，将钢板放入油或水中进行进一步冷却。4.根据权利要求1所述的一种地质岩心取芯外管的制作工艺，其特征在于：S1：先将40Mn2钢件放入加热炉中，升高加热炉的温度，加热到830℃，持续5h，然后水冷却；S2：将钢件放入箱式加热炉中，升高加热炉的温度，加热到600℃持续3h，淬火后保温回火；S3：回火完成后出炉空冷至100℃以下，将钢板放入油或水中进行进一步冷却。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：方坤，顾光辉，
申请(专利权)人：澳普洛钻探工具无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：