本发明专利技术涉及生产空心钢棒，由其是空心钻杆的方法和设备。为了提高在液态淬火介质下淬火棒的操作性能。为了实现抑制翘曲这一目的，施加在棒表面的挤压负载不能少于500千克/每延米。这种情况下必须满足的条件包括，使封闭区域面积为棒外侧表面积总和的14%至16%，在施加负载点中挤压装置接触面积应该在100mm2至200mm2范围内，施加负载点的数量在一个界面周围应该不少于三个。水平逐个摆放的棒的外表面和内表面同时淬火，且保证喷注在内表面上的淬火介质的流速为30升/分钟至40升/分钟。为了加工棒，设备配备了两个庞大的带气压传动的板，顶部板棱柱设计，设备装有高压泵，以便将液体淬火介质送至通道。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生产空心钢棒的方法，尤其是生产穿孔钻杆的方法。
技术介绍
现有已知的传统空心钢棒(以下简称“棒”)的淬火方法，包括将棒以自由悬浮状态浸没在液态淬火介质中，井随后仍以自由悬浮状态等待热处理工序(冷却到淬火温度、正常淬火和其他エ序)。棒通常以50至100根为ー组，浸入在淬火介质中，随后的实施仍保持以组进行。换句话说，热处理工艺过程中需要所有的棒在同一时间进行。此外，每个棒都被垂直悬挂，本质上每根棒都是ー个独立的对象被进行热处理，与其他的棒没有任何关系。最接近本申请的现有技木现有淬火方法的缺点是该方法所获得的经淬火的棒一般具有不稳定的几何形状、机械性能和运行性能。这些缺陷对产品的负面影响最明显的体 现在穿孔钻杆这种类型的产品上。一方面，这种类型的产品的各部分在其几何形状和结构上有严格的要求，另ー方面，由于他们具有较小的横截面(直径19mm至25mm)、具有很长的长度(长至3米)，以及具有复杂的横截面形状(通常为六边形)，在中心孔(普遍被称为“通道”，通道直径6mm至8mm)的截面也很小，因此不利于组合。现有的这种方法的实际应用提供了以下平均水平一组棒的硬度偏差在45至59HRC、横截面从40HRC至59HRC、长度偏差在50-59HRC (均等同于瑞典生产的中等碳钢40HGS2匪)。棒轴的弯曲度，在同一网箱内鉴定的弯曲度可达到几十毫米/每延米而不是允许的I毫米/每延米。以相同的硬度单位计算，例如显微硬度Hl 00，顶部网箱内和底部网箱内棒的内表面的同类指标相差在100至150个单位，例如分别为440H100和590H100。网箱内部顶端不合格的淬火棒可以解释为是由狭窄的通道堵塞，而阻止了其淬火介质通过通道，涡流不受控制，使棒之间出现重叠，而不是让其有ー个独立稳定的冷却条件等因素所造成的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提高空心钢棒的几何形状一致性以及在钻孔作业中的机械性能和使用性能。该目的是通过以下对空心钢棒进行淬火的方法实现的，该方法包括在液体淬火介质中浸没空心钢棒并使其在随后的热处理工序中保持该状态，棒水平放置且在淬火过程中独立加热并使其受到外部压カ的影响，外部压カ均衡分散在棒的侧表面的施加点上，同时淬火介质的液流对棒的内表面产生压力。外部压カ的作用面积占棒的总侧表面面积的14%至16%，而淬火介质的流量压カ在通道内应不间断的达到30升/分钟至40升/分钟。优选的是，经实验证明，令每延米棒能持续得到500千克的外部压力，可保证直径从19至25mm的淬火棒的翘曲得到抑制。为了达到这ー效果，提供了ー种带挤压装置的淬火设备，该挤压装置以庞大的板形式实现，板与棒的接触面积为120至200mm2。这种參数的挤压装置可获得足够的工作效率。该方法使用的淬火棒设备包括上板1，下板2,液态淬火介质容器3,上气缸4,下气缸5，泵6，螺桩7，导轨8。设备动作过程如下在初始位置一。上板I和下板2分离。下气缸5的活塞杆推出。沿导板8抬至淬火介质水平面之上。工作状态ニ。提前在下板2上将棒码放好，再将两板合到一起，使棒在两板间夹紫。下气缸5的活塞杆缩回至最低位置。由两板压紧棒的这个整体结构完全浸没在淬火介质中。经过2至3秒的延迟。开启泵6,向通道喷注淬火介质。对淬火介质的循环和冷却由整体系统提供。 工作状态三。持续将棒冷却到淬火温度，泵6工作。工作状态四。出产关闭泵6，下气缸5的活塞杆将两板抬起至淬火介质水平面之上。驱动上气缸4使两板分离，将棒从下板上取下。使淬火介质从通道中倒出。再将经热处理的棒放置在热硬化棒架上。附图说明图I为根据本专利技术的带挤压装置的淬火设备的示意图；图2a为示出挤压装置，即两板与棒的接触面的侧视示意图。图2b为示出挤压装置，即两板与棒的接触面的主视剖视示意图。其中上板I，下板2，液态淬火介质容器3，上气缸4，下气缸5，泵6，螺桩7，导轨8具体实施例方式參照图l、2a、2b的本专利技术的ー种实施例为加工出长度I. 8米至2. 2米的空心棒，例如穿孔钻杆，该空心棒的材料为具有六边形截面的预先渗碳过的高碳钢棒，其外切圆直径25晕米，内径为8. 6晕米。预先根据经验判断上述设备的參数。确认淬火作业的可能性，闭合挤压装置。挤压装置被设计为由庞大的上板、下板构成，在上、下板的工作表面设置有由耐热钢(钢标号5XHM)形成的棱柱。通过确定闭合的面积可以确保淬火的质量以及合理的棱柱结构。根据实际经验所知，为了线性硬度需求，该棒(每延米弯曲度不超过1_)，六面体上施压点之间的距离在22mm至25mm不能超过25mm,而接触面积不能超过200臟2。在这种条件下对该预先渗碳的高合金钢进行淬火时，棱柱封闭的区域和未封闭区域在硬度和结构上没有显著区別。当钢棒承受500千克/每延米压カ时，可确保弯曲被抑制。棱柱由具有足够的稳定性的5XHM钢制成。负载施加点的布局可如图2所示。淬火介质可以为在温度为30至40摄氏度的变压器油。设备连接到厂房淬火介质降温系统。根据本专利技术，棒在炉内加热后被单独处理，炉的加热温度为830° C，加热时间为24分钟，加热后手动取出到淬火设备去。提前移开上板，将从炉内取出被加热的棒放置在下板的棱柱上；然后再驱动上板和下板合在一起。三个气缸直径分别为300mm，当空气压カO. 8至I个大气压时，可建立所需的2000千克压力。此后将所有结构浸没入油中。应特别注意将棒安装在棱柱中的过程。需将作业中疏忽大意等因素排除在外。延迟2至3秒钟。将两板浸没在油中后开启泵，泵将油送入通道并开始为棒的淬火进行倒计时。通过以前的经验确定通过管道的泵油量可在约30至40升/分钟之间，例如，油的流速可为约30升/分钟。用了 7分钟将棒在30至40摄氏度的油中完全冷却。然后再将两板置于空气中，控干，将棒从设备上取下并倾斜放置以便油从通道中排出。然后传送棒去清洗并作低温回火。淬火金相质量控制必要的测试证实了整个棒的直径和长度的结构均匀性及硬度的均匀性。 该方法的产量为9根杆/小时。淬火棒经过后续加工程序，即清洗，低温回火，之后出产。取得了积极的成果。在棒上平均排列350至400炮眼米(m nypoMeTp u )，棒弹性性能水平足够从而可以在钻孔过程中防止棒发生塑性变形，从棒到棒的热处理结果具有高一致性。相比按照本申请处理的棒，按照标准方法制作的棒有以下缺陷，首先，其曲率不可接受，即偏转一般是8mm至10mm，因此需要作出修正；第二，由于竖井钻探工作的塑性变形，15%左右的杆发生故障，这意味着棒在淬火是有缺陷的；第三，现有的棒应用范围过宽，即从50炮眼米至400炮眼米，从不是按照本申请的方法的350炮眼米至500炮眼米。表格I 生产—ノ3式指标本申请的方法原方法平均制出，炮眼米400200由于钻孔塑性变形引起的故障率O15适用范国，炮眼米350-50050 400由此，该方法具有明显的优势，与原有方法相比较，可使棒的性能得到显著的改兹优选的设备清单 竖井淬火炉SSHTSM8. 24/9. 5大气环境带配件安装。P=140kw。 为了冷却井坑及自身空气冷却的竖井风扇——《穿透500》。 中温竖井炉 24/7，00 P=100kw。 高温炉腔内 600 X 400 X 2400mm T=950。。P=120kw。 低温炉腔内 60本文档来自技高网...
【技术保护点】
对空心钢棒进行淬火的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：将空心钢棒浸没在液体淬火介质中，并保持该状态至热处理工序，其特征在于：将空心钢棒预先加热后，水平逐个摆放完全浸没在淬火介质中。
【技术特征摘要】
1.对空心钢棒进行淬火的方法，其特征在于该方法包括以下步骤将空心钢棒浸没在液体淬火介质中，并保持该状态至热处理工序，其特征在于将空心钢棒预先加热后，水平逐个摆放完全浸没在淬火介质中。2.根据权利要求I的方法，其特征在于使空心钢棒侧表面负载的压力均匀的分布，使封闭区域面积为棒的总侧表面积总和的14%至16%，在将棒从加热炉取出放置于淬火介质中这一过程中施加压力。3.根据权利要求I的方法，其特征在于在施加负载点中挤压装置接触面积应该在IOOmm2至200mm2范围内，施加负载点的数量在一个截面的外周上应该不少于三个，各负载施加点之间的角度是120°，而开放区的长度应该在25mm至30mm的范围内。4.根据权利要求I...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·I·古路别夫，马利克·M·艾哈迈托夫，格列布·B·罗西欣，
申请(专利权)人：A·I·古路别夫，马利克·M·艾哈迈托夫，格列布·B·罗西欣，
类型：发明
国别省市：
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