一種采用整體鑄造法成型的液動(dòng)沖擊器缸體的方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用整體鑄造法成型的液動(dòng)沖擊器缸體的方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
在液動(dòng)射流沖擊器應(yīng)用于石油鉆井這一領(lǐng)域，其表現(xiàn)出來的巨大潛力和優(yōu)勢是有目共睹的。比如:1、液動(dòng)射流式?jīng)_擊器制造成本低，2、液動(dòng)射流式?jīng)_擊可以在高圍壓環(huán)境下正常工作，而且，液動(dòng)射流式?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法能量利用率高，碎巖效果好，鉆進(jìn)成本低，操作簡便。而普通的牙輪鉆進(jìn)則造價(jià)昂貴，而且一旦出現(xiàn)事故導(dǎo)致埋鉆、燒鉆時(shí)，更造成巨大的損失。但是在實(shí)際工作中我們發(fā)現(xiàn)，沖擊器的關(guān)鍵部位:射流元件的壽命由100個(gè)小時(shí)降低到10個(gè)小時(shí)甚至更低，導(dǎo)致石油鉆井更提換沖擊器的頻率升高，這樣就大大增加了石油鉆進(jìn)的成本，使射流式液動(dòng)沖擊器的應(yīng)用前景受到了一時(shí)的限制。
[0003]原液動(dòng)沖擊器缸體作為沖擊器的重要部件，其采用的材料35CrMo，焊接成型工藝；表面處理:離子氮化，熱處理后硬度HRC28-32。失效形式:焊縫處開裂和早期缸內(nèi)磨損。因?yàn)楦左w結(jié)構(gòu)限制，焊接處應(yīng)力大；焊接熱影響區(qū)寬，容易造成缸體使用過程中的早期開裂。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種采用整體鑄造法成型的液動(dòng)沖擊器缸體的方法，它可以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，避免在焊接處產(chǎn)生應(yīng)力集中，提高缸體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減少了機(jī)械加工的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，通過后期對缸體采用液體氮化和氧化工藝，缸體內(nèi)壁能做到均勻氮化，既提高缸體內(nèi)壁的耐磨性，又提高其潤滑性，提高缸體的整體壽命；用鑄造法生產(chǎn)石油鉆井用液動(dòng)沖擊器缸體，其成本與傳統(tǒng)機(jī)械焊接和加工工藝相比大大降低，出品率和生產(chǎn)率也大大提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0005]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:它包含以下工藝步驟:1、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu):取消焊接工藝后，產(chǎn)品內(nèi)部采用R3—R6圓角連接，減少產(chǎn)品的應(yīng)力集中，回液孔中增加一道加強(qiáng)筋，提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度；
2、鑄件成型工藝:采用樹脂砂造型，采用砂芯形成鑄件的內(nèi)腔，砂芯烘干后，刷涂鑄鋼用高溫耐火涂料，采用組芯造型工藝，鑄件立澆；
3、采用H13熱作模具鋼坯料，中頻爐熔化，在1600—1650°C澆注，澆注時(shí)間10 —15秒；
4、鑄件成型后，經(jīng)過800--850°C退火(3— 4小時(shí))，降低鑄件的硬度HRC26— 30，消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，切除鑄件澆冒口，進(jìn)行機(jī)械加工；
5、機(jī)械加工后，采用液體氮化和氧化工藝，基體硬度:HRC46-48，表面硬度:HV800—3400,硬化層深度:0.08mm 一 0.50mm,白亮層深度:小于2um,缸體內(nèi)壁做到均勻氮化。
[0006]本發(fā)明具有以下有益效果:它可以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，避免在焊接處產(chǎn)生應(yīng)力集中，提高缸體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減少了機(jī)械加工的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，通過后期對缸體采用液體氮化和氧化工藝，缸體內(nèi)壁能做到均勻氮化，既提高缸體內(nèi)壁的耐磨性，又提高其潤滑性，提高缸體的整體壽命；用鑄造法生產(chǎn)石油鉆井用液動(dòng)沖擊器缸體，其成本與傳統(tǒng)機(jī)械焊接和加工工藝相比大大降低，出品率和生產(chǎn)率也大大提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0007]【具體實(shí)施方式】:
本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:它包含以下工藝步驟:1、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu):1、取消焊接工藝后，產(chǎn)品內(nèi)部采用R3 — R6圓角連接，減少產(chǎn)品的應(yīng)力集中，回液孔中增加一道加強(qiáng)筋，提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度；
2、鑄件成型工藝:采用樹脂砂造型，采用砂芯形成鑄件的內(nèi)腔，砂芯烘干后，刷涂鑄鋼用高溫耐火涂料，采用組芯造型工藝，鑄件立澆；
3、采用H13熱作模具鋼坯料，中頻爐熔化，在1600—1650°C澆注，澆注時(shí)間10 —15秒；
4、鑄件成型后，經(jīng)過800—850°C退火(3— 4小時(shí))，降低鑄件的硬度HRC26— 30，消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，切除鑄件澆冒口，進(jìn)行機(jī)械加工；
5、機(jī)械加工后，采用液體氮化和氧化工藝，基體硬度:HRC46-48，表面硬度:HV800—3400,硬化層深度:0.08mm 一 0.50mm,白亮層深度:小于2um,缸體內(nèi)壁做到均勻氮化。
[0008]本【具體實(shí)施方式】具有以下有益效果:它可以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，避免在焊接處產(chǎn)生應(yīng)力集中，提高缸體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減少了機(jī)械加工的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，通過后期對缸體采用液體氮化和氧化工藝，缸體內(nèi)壁能做到均勻氮化，既提高缸體內(nèi)壁的耐磨性，又提高其潤滑性，提高缸體的整體壽命；用鑄造法生產(chǎn)石油鉆井用液動(dòng)沖擊器缸體，其成本與傳統(tǒng)機(jī)械焊接和加工工藝相比大大降低，出品率和生產(chǎn)率也大大提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用整體鑄造法成型的液動(dòng)沖擊器缸體的方法，其特征在于它包含以下工藝步驟:(I)、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu):取消焊接工藝后，產(chǎn)品內(nèi)部采用R3—R6圓角連接，減少產(chǎn)品的應(yīng)力集中，回液孔中增加一道加強(qiáng)筋，提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度； (2)、鑄件成型工藝:采用樹脂砂造型，采用砂芯形成鑄件的內(nèi)腔，砂芯烘干后，刷涂鑄鋼用高溫耐火涂料，采用組芯造型工藝，鑄件立澆； (3)、采用H13熱作模具鋼坯料，中頻爐熔化，在1600—1650°C澆注，澆注時(shí)間10 —15秒； (4)、鑄件成型后，經(jīng)過800--850°C退火，降低鑄件的硬度HRC26—30，消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，切除鑄件澆冒口，進(jìn)行機(jī)械加工； (5)、機(jī)械加工后，采用液體氮化和氧化工藝，基體硬度:HRC46-48，表面硬度:HV800—.3400,硬化層深度:0.08mm 一 0.50mm,白亮層深度:小于2um,缸體內(nèi)壁做到均勻氮化。
【專利摘要】一種采用整體鑄造法成型的液動(dòng)沖擊器缸體的方法，它涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：取消焊接工藝后，產(chǎn)品內(nèi)部采用R3—R6圓角連接，減少產(chǎn)品的應(yīng)力集中，回液孔中增加一道加強(qiáng)筋，提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度；采用砂芯形成鑄件的內(nèi)腔，砂芯烘干后，刷涂鑄鋼用高溫耐火涂料，采用組芯造型工藝，鑄件立澆；消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，切除鑄件澆冒口，進(jìn)行機(jī)械加工；機(jī)械加工后，采用液體氮化和氧化工藝，它可以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，避免在焊接處產(chǎn)生應(yīng)力集中，提高缸體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減少了機(jī)械加工的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。
【IPC分類】C23C8-52, B22C9-02, E21B4-16
【公開號(hào)】CN104858363
【申請?zhí)枴緾N201410059336
【發(fā)明人】趙志光, 孫偉
【申請人】吉林天茂科技有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年2月21日