用于4130M材质的钻头接头热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于4130M材质的钻头接头热处理工艺，它包括将钻头接头坯料顺序装入井式淬火炉中，立置大间距安置，炉温升至870℃～890℃后保温至少80分钟，在出炉前先搅动淬火水池的水，控制水温≤36℃，钻头接头坯料从炉膛吊出到投入淬火池中的时间≤15秒，淬火时，钻头接头坯料在淬火水池中作周向转动和充分冷却。淬火后4小时内作回火，回火温度为600℃～630℃，保温至少160分钟，保温完毕后从炉中吊出钻头接头坯料投放到水槽中冷却至常温。本发明专利技术采取降低淬火上限温度，增加保温时间和钻头接头在淬火水池中转动等一系列积极措施，在确保其它机械性能不减弱的基础上，提升冲击功值，从根本上增强钻头接头抗冲击功值，从根本上增强抗冲击能力，减少断裂事故发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属热处理工艺，具体地讲，本专利技术涉及一种用于4130M材质材质的钻头接头热处理工艺。
技术介绍
钻头接头是一种双连直管接头，上端连接钻铤，下端连接钻头。石油钻井时，钻头接头位于整个钻柱系统的底端，它是直接传递扭矩和承担冲击力的重要连接件。钻井过程中特别是钻头钻削岩石时产生的冲击力很大，冲击力首先冲击钻头接头，频繁的冲击力易引发钻头接头产生裂纹，甚至发生断裂事故。为了减少钻头接头断裂事故发生，本行业通常采取两条技术措施来应对，一是选用高强度材质制造，二是通过热处理来进一步提高机械性能。尽管现有热处理工艺可大幅度提高钻头接头的机械性能，但产品的冲击力功值仍偏低，使用中存在抗冲击能力不足的问题，断裂问题时有发生。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提高钻头接头热处理后的冲击功值，提出一种用于4130M材质的钻头接头热处理工艺，该工艺通过控制淬火上限温度增加保温时间、工件动态进入淬火水池中等一系列技术措施，实现均勻加热、确保淬透、减小内应力，从而达到较高值的冲击功。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。用于4130M材质的钻头接头热处理工艺，改进之处在于它按以下步骤进行作业:a.装炉:将钻头接头坯料顺序装入井式淬火炉中，立置的钻头接头坯料周边上下层间距在26mm 40 mm。b.淬火:bl、炉温升至870°C 890°C后保温至少80分钟。b2、出炉前5 10分钟搅动淬火水池的水，保证水温< 36°C。b3、钻头接头坯料从炉膛吊出到投入淬火池中的时间< 15秒，钻头接头坯料在淬火水池中作周向转动8 10转，冷却时间5 10分钟。c.回火:钻头接头坯料淬火后4小时内进行回火，将已淬火的钻头接头置入井式回火炉中升温至600°C 630°C，然后保温至少160分钟，保温完毕后，将钻头接头坯料从炉中吊出即投入到水槽中冷却至常温。本专利技术中淬火温度优选值为880°C ±5°C，回火温度为615°C ±5°C。所用淬火介质为水。 本专利技术与现有技术相比，具有以下积极效果: 1、工艺过程简便，工艺参数合理，可操作性强； 2、淬火上限温度比常规工艺低一点，能提高材料延伸率和韧性； 3、适当增加保温时间，改善金属内部组织结构，细化晶粒，有利于淬透，大大减少内应力，避免诱发开裂问题； 4、淬火时钻头接头坯料在淬火水池中作周向转动，有利于做到接头在相同水温条件下均匀淬火。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1 本实施例中的钻头接头口径161mm，材质为4130M，配套的热处理工艺，按下列步骤实施:a.装炉:将钻头接头坯料顺序装入井式淬火炉中，立置的钻头接头坯料周边上下层间距在26mm。b.淬火:bl、炉温升至875°C后保温至少85分钟。b2、出炉前5 10分钟搅动淬火水池的水，控制水温< 36°C。b3、钻头接头坯料从炉膛吊出到投入淬火池中的时间13秒，钻头接头坯料在淬火水池中作周向转动8转，冷却时间10分钟。c.回火:钻头接头坯料淬火后4小时内进行回火，将已淬火的钻头接头置入井式回火炉中升温至610°C，然后保温170分钟，保温完毕后，将钻头接头坯料从炉中吊出即投入到水槽中冷却至常温。实施例2 本实施例中的钻头接头口径206mm，材质为4130M，配套的热处理工艺，按下列步骤实施:a.装炉:将钻头接头坯料顺序装入井式淬火炉中，立置的钻头接头坯料周边上下层间距在40mm。b.淬火:bl、炉温升至885°C后保温至少100分钟。b2、出炉前5 10分钟搅动淬火水池的水，控制水温< 36°C。b3、钻头接头坯料从炉膛吊出到投入淬火池中的时间15秒，钻头接头坯料在淬火水池中作周向转动10转，冷却时间10分钟。c.回火:钻头接头坯料淬火后4小时内进行回火，将已淬火的钻头接头置入井式回火炉中升温至620°C，然后保温195分钟，保温完毕后，将钻头接头坯料从炉中吊出即投入到水槽中冷却至常温。为了验证本专利技术的技术效果，本实施例1和2完成热处理之后各取3件分别作机械性能检测，其结果见附表: 实施例机械性能检测数据表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于4130M材质的钻头接头热处理工艺，其特征在于它按以下步骤进行作业：a.装炉：将钻头接头坯料顺序装入井式淬火炉中，立置的钻头接头坯料周边上下层间距在26mm～40mm；b.淬火：b1、炉温升至870℃～890℃后保温至少80分钟；b2、出炉前5～10分钟搅动淬火水池的水，保证水温≤36℃；b3、钻头接头坯料从炉膛吊出到投入淬火池中的时间≤15秒，钻头接头坯料在淬火水池中作周向转动8～10转，冷却时间5～10分钟；c.?回火：钻头接头坯料淬火后4小时内进行回火，将已淬火的钻头接头置入井式回火炉中升温至600℃～630℃，然后保温至少160分钟，保温完毕后，将钻头接头坯料从炉中吊出即投入到水槽中冷却至常温。

【技术特征摘要】
1.一种用于4130M材质的钻头接头热处理工艺，其特征在于它按以下步骤进行作业: a.装炉:将钻头接头坯料顺序装入井式淬火炉中，立置的钻头接头坯料周边上下层间距在26mm 40mm ; b.淬火: bl、炉温升至870°C 890°C后保温至少80分钟；b2、出炉前5 10分钟搅动淬火水池的水，保证水温彡360C ；b3、钻头接头坯料从炉膛吊出到投入淬火池中的时间< 15秒，钻头接头坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴永国，蒋后平，张希平，张正荣，
申请(专利权)人：江苏曙光石油钻采设备有限公司，
类型：发明
国别省市：