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      青島豐東熱處理有限公司

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      石油機械零部件熱處理

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      石油機械零部件熱處理

      青島豐東熱處理有限公司致力于新產(chǎn)品熱處理工藝研發(fā),目前已成功研發(fā)出多種石油機械零部件熱處理工藝。閥體、閥座熱處理工藝研發(fā)是比較具有代表性的。

      閥體、閥座等是鉆井泥漿泵液力端的重要部件,使用過(guò)程承受高壓泥漿等的強烈沖蝕。不同規格的閥體、閥座分別采用20CrMnTi、20CrMnMo、20CrMo等合金滲碳鋼制造。熱處理要求為:①滲碳層深度δ≥1.6mm,碳化物3~5級,過(guò)共析+共析層控制不小于1.0mm,過(guò)渡層不大于0.6mm;②表面淬火硬度HRC62~65、心部板條馬氏體HRC35~40;③表面氧化脫碳不大于0.03mm。閥軸、閥內孔變形不大于0.1mm。

      目前,現行的閥體、閥座滲碳熱處理一般采用在900--930℃區間選擇同一溫度,采取變碳勢二段滲碳法進(jìn)行滲碳處理,滲碳處理后零件進(jìn)行爐內降溫到820—850℃區間內進(jìn)行直接淬火,或滲碳后進(jìn)行退火,再進(jìn)行二次加熱淬火。這種工藝滲碳周期長(cháng),且零件處理后不能得到最佳的使用性能,從而易于早期失效。

      為在現有的氣體滲碳工藝基礎上進(jìn)行改善,縮短滲碳周期,減少電力等能源消耗和低碳排放,提高零件的使用性能,延長(cháng)其使用壽命。青島豐東熱處理在密封箱式多用爐熱處理設備的基礎上進(jìn)行運用,該設備應配備可靠的自動(dòng)碳勢控制系統,主要針對材質(zhì)為低碳低合金鋼(20CrMnTi、20CrMnMo)的深層滲碳(要求滲碳層深度1.6—2.5mm)的閥體、閥座。

      循環(huán)滲碳法主要是采用在同一溫度下,采取多次短時(shí)強滲—擴散的方法,以提高滲碳速度,具體差別如下:

      常規滲碳熱處理工藝循環(huán)滲碳熱處理工藝

      采用常規滲碳工藝,對于深層滲碳零件在高碳勢下進(jìn)行長(cháng)時(shí)間滲碳時(shí),由于大量的碳原子進(jìn)入金屬基體后,金屬表面碳原子濃度不斷增高,當達到一定濃度時(shí),極易與鐵原子、鉻原子形成大量化合物,使碳原子在金屬內部由間隙固溶的形式轉化為化合物,從而阻礙了碳原子向基體內部的擴散,因此為改變金屬表面碳濃度過(guò)高,影響滲碳速度,采用高碳勢短時(shí)強滲后,即進(jìn)行低碳勢擴散的方式,控制金屬表面的碳原子量達不到形成化合物的濃度,使其無(wú)法形成化合物,而是始終以固溶的方式存在,在高溫下,使其不斷向金屬內部擴散,從而提高了整體的滲碳速度,縮短了滲碳周期。

      按此工藝滲碳后,由于金屬表面適中的碳濃度,在保證零件高硬度耐磨的前提下,保持適度的韌性,并使金相組織細化。

      對于不同滲層深度要求的閥體、閥座,可依據現有的一段式滲碳工藝參數的基礎上,采用提高強滲碳勢到1.15—1.2%,降低擴散碳勢到0.75—0.8%,時(shí)間按2-3小時(shí)一個(gè)循環(huán)的方式進(jìn)行,保持滲碳溫度不變,滲碳時(shí)間(是指強滲+擴散階段)可由原滲碳時(shí)間縮短20%的基礎上進(jìn)行調整,以最終檢測結果為工藝確定參數的最終依據。經(jīng)在1.3—2.3mm滲層深度的產(chǎn)品上試驗,可平均縮短20%的時(shí)間,深度越深的產(chǎn)品,效果越明顯。

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