井架扶正器弹簧制造方法技术

本发明专利技术涉及一种井架扶正器弹簧制造方法，工艺步骤如下：（１）弹簧材质选用奥氏体不锈钢丝；（２）固溶处理：将钢丝在气氛保护炉中加热至１０５０～１１００℃，保温２５～３５ｍｉｎ，然后水冷至常温；（３）对钢丝进行冷拉加工，使钢丝达到所需要的直径；（４）在卷簧机上对钢丝进行卷制；（５）去应力退火：卷制好的弹簧在气氛保护回火炉内加热４００±１０℃，保温２５～３０ｍｉｎ；（６）并弹簧端圈，校正弹簧；（７）去除残余应力处理：压紧弹簧两端使弹簧各圈并紧成形后在２４０～２７０℃温度下加热，保温≥３ｈ，然后空冷至室温；（８）对弹簧进行一级或多级喷丸硬化处理。应用本发明专利技术制造的井架扶正器弹簧，在满足弹簧特性要求的同时，可增强在油田恶劣工况条件下的抗腐蚀能力和抗疲劳能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种井架扶正器弹簧的制造方法。
技术介绍
井架扶正器作为石油车装钻机井架的重要组成部分，在井架的伸縮过程中 有着举足轻重的作用。因为石油车装钻机井架在伸縮过程中十几米长的升縮缸 容易倾斜或弯曲，导致脱缸或井架上升失败，造成安全事故。井架扶正器在井 架上升到一定高度的时候，自动打开把伸缩缸抱住定位，确保伸縮缸伸縮过程 中不发生倾斜或弯曲，防止意外事故的发生。井架扶正器自动打幵的关键部件就是拉伸弹簧。目前，井架扶正器上使用的是65Mn或者60Si2Mn材质的拉伸弹簧，这类弹簧在油田的恶劣工矿条件下容易牛锈，使弹簧丝直径越来越细， 抗疲劳强度降低，易脆断，从而影响到井架扶正器的正常打开，极易发生安全事故。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种井架扶正器弹簧制造 方法，使应用本专利技术制造的井架扶正器弹簧，在满足弹簧特性要求的同时，可 增强在油田恶劣工况条件下的抗腐蚀能力和抗疲劳能力，提高井架扶正器的可 靠性和延长井架扶正器的使用寿命，从而大大提高井架伸縮的安全系数。一种，其特征在于工艺步骤如下(1) 弹簧材质选用奥氏体不锈钢丝；(2) 固溶处理将钢丝在气氛保护炉中加热至1050 1100°C，保温25 35min，然后水冷至常温；(3) 对钢丝进行冷拉加工，使钢丝达到所需要的直径；(4) 在巻簧机上对钢丝进行巻制；(5) 去应力退火巻制好的弹簧在气氛保护回火炉内加热400士10。C，保温 25 30min;(6) 并弹簧端圈，校正弹簧；(7) 去除残余应力处理压紧弹簧两端使弹簧各圈并紧成形后在240 270。C温度下加热，保温》3h，然后空冷至室温；(8) 对弹簧进行一级或多级喷丸硬化处理。上述步骤(1)中奧氏体不锈钢丝选用0Crl8Ni9。上述步骤(8)中选用二级喷丸硬化处理，第一级使用①1.5 1.8mm的硬度为HRC40 50的铸钢丸以60 80m/min的速度喷25 35min;第一级使用①0.6 1.0mm的硬度为HRC40 50的铸钢丸以70 90m/min速度喷25 35min。有益效果本专利技术选用弹簧材质为奥氏体不锈钢丝，通过固溶处理后溶质原子溶入金属晶格当中，减弱了晶间腐蚀，从而在保证弹簧特性要求的同时具有很强的抗腐蚀能力，同时固溶处理使钢丝软化利于拉拔。对钢丝进行冷拉，在满足钢丝达到所需要直径的同时，可提高钢丝的屈服强度和抗拉强度。去应力退火、去除残余应力处理，使弹簧材质中的应力得以释放，提高了弹簧的抗疲劳强度。一级或多级喷丸处理，增加弹簧表面压应力使疲劳强度得以进一歩提高。本专利技术解决了已知技术井架扶正器弹簧在井场恶劣条件下，容易锈蚀变细拉力变小造成失效的问题，提高了井架扶正器的稳定性，延长了井架扶正器使用寿命，提高了井架起升的安全系数。具体实施例方式下面以井架扶正器用钢丝直径08mm，自由长度L-752mm，内径①42mm，中径①50mm， n-82的右旋拉伸弹簧制造方法为例，对本专利技术作进'步描述。其工艺歩骤如下(1) 弹簧材质选用奥氏体不锈钢丝0Crl8Ni9;(2) 固溶处理在RX-65-12Q气氛保护炉中加热至108(TC士10。C，保温30min，然后水冷至常温。(3) 对钢丝进行冷拉加工，使钢丝直径达到①8mm;(4) 在Z53-8自动巻簧机上对钢丝进行巻制；(5) 去应力退火巻制好的弹簧在JH-75-6Q气氛保护回火炉内加热400士5。C，保温25 30min;(6) 并弹簧端圈，校正弹簧；(7) 去除残余应力处理压紧弹簧两端使弹簧各圈并紧成形后在25(TC土10。C温度下加热，保温5h，然后空冷至室温；(8) 对弹簧进行第一级喷丸处理使用①1.5mm的硬度为HRC40-50的铸钢丸以70m/min的速度喷30min;(9) 对弹簧进行第二级喷丸处理使用①0.6 1.0mm的硬度为HRC40 50的铸钢丸以80m/mm速度喷30mm;(10) 对弹簧表面进行打磨抛光处理。对制成的自由长度为L=752mm的井架扶正器用拉伸弹簧，在TLW-5000A拉压弹簧试验机上进行弹簧特性试验，试验条件为在试验负荷Ps= 2590 N下拉伸三次，弹簧卸载回复后测量其自由长度变形量，要求自由长度变形量《5mm。经测试，在试验负荷Ps^25卯N下，第一次拉伸后拉伸长度为1339mm，弹簧卸载回复后测得自由长度为755mm，变形量为3mm;第二次拉伸后拉伸长度为1341mm，弹簧卸载回复后测得自由长度为756mm，变形量为4mm;第三次拉伸后拉伸长度为1340mm，弹簧卸载回复后测得自由长度为755.8mm，变形量为3.8mm，自由长度变形量均小于5 mm，因此弹簧特性满足要求。弹簧钢丝经固溶强化处理、冷拉加工后得到硬化，通过对钢丝试样测试，其机械性能达到ob》1786MPa， as》1660MPa， v》42%，满足弹簧对钢丝机械性能的要求。权利要求1、一种，其特征在于工艺步骤如下(1)弹簧材质选用奥氏体不锈钢丝；(2)固溶处理将钢丝在气氛保护炉中加热至1050～1100℃，保温25～35min，然后水冷至常温；(3)对钢丝进行冷拉加工，使钢丝达到所需要的直径；(4)在卷簧机上对钢丝进行卷制；(5)去应力退火卷制好的弹簧在气氛保护回火炉内加热400±10℃，保温25～30min；(6)并弹簧端圈，校正弹簧；(7)去除残余应力处理压紧弹簧两端使弹簧各圈并紧成形后在240～270℃温度下加热，保温≥3h，然后空冷至室温；(8)对弹簧进行一级或多级喷丸硬化处理。2、 如权利要求1所述，其特征在于歩骤(1)中奧氏体不锈钢丝选用0Crl8Ni9。3、 如权利要求1所述，其特征在于，步 骤(8)中选用二级喷丸硬化处理，第一级使用①1.5 1.8mm的硬度为 HRC40 50的铸钢丸以60 80m/min的速度喷25 35min;第二级使用 d>0.6 1.0mm的硬度为HRC40 50的铸钢丸以70 90m/min速度喷 25 35min。全文摘要本专利技术涉及一种，工艺步骤如下(1)弹簧材质选用奥氏体不锈钢丝；(2)固溶处理将钢丝在气氛保护炉中加热至1050～1100℃，保温25～35min，然后水冷至常温；(3)对钢丝进行冷拉加工，使钢丝达到所需要的直径；(4)在卷簧机上对钢丝进行卷制；(5)去应力退火卷制好的弹簧在气氛保护回火炉内加热400±10℃，保温25～30min；(6)并弹簧端圈，校正弹簧；(7)去除残余应力处理压紧弹簧两端使弹簧各圈并紧成形后在240～270℃温度下加热，保温≥3h，然后空冷至室温；(8)对弹簧进行一级或多级喷丸硬化处理。应用本专利技术制造的井架扶正器弹簧，在满足弹簧特性要求的同时，可增强在油田恶劣工况条件下的抗腐蚀能力和抗疲劳能力。文档编号B21F3/00GK101543947SQ20091006478公开日2009年9月30日 申请日期2009年4月25日 优先权日2009年4月25日专利技术者刘永勤, 张学瑜, 徐凤琼, 袁启波, 赵旭平 申请人:南阳二机石油装备(集团)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井架扶正器弹簧制造方法，其特征在于：工艺步骤如下：　（１）弹簧材质选用奥氏体不锈钢丝；　（２）固溶处理：将钢丝在气氛保护炉中加热至１０５０～１１００℃，保温２５～３５ｍｉｎ，然后水冷至常温；　（３）对钢丝进行冷拉加工，使钢丝达到所需要的直径；　（４）在卷簧机上对钢丝进行卷制；　（５）去应力退火：卷制好的弹簧在气氛保护回火炉内加热４００±１０℃，保温２５～３０ｍｉｎ；　（６）并弹簧端圈，校正弹簧；　（７）去除残余应力处理：压紧弹簧两端使弹簧各圈并紧成形后在２４０～２７０℃温度下加热，保温≥３ｈ，然后空冷至室温；　（８）对弹簧进行一级或多级喷丸硬化处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁启波，赵旭平，张学瑜，刘永勤，徐凤琼，
申请(专利权)人：南阳二机石油装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]