溫炉内钢水诱铸到液态模锻机模具中进行液态模锻，诱铸前要将模具进行预热至30(TC， 当巧件溫度在1200°C时立即脱模；
[0031] (4)终锻成型:将脱模后的高溫巧件立即采用自由束缚锻鐵粗-拔长-二次鐵粗-二 次拔长，锻造始锻溫度为1200°(：，终锻溫度为800°(：，锻造比大于3.5:1;然后再采用自由锻 在径向束缚条件下鐵粗-拔长-二次鐵粗-二次拔长，锻造始锻溫度为115(TC，终锻溫度为 950°C，锻造比大于3:1;
[0032] (5)性能热处理:利用束缚锻造后的锻巧溫度950°C进行水冷-空冷交替循环两次 泽火，水冷却5分钟^空气冷却25分钟^水冷却5分钟一空气冷却25分钟，然后再对泽火后 的二次锻造巧采用在650°C、保溫化回火-水冷至室溫-再650°C、保溫化回火-再水冷至室溫 的二次回火处理，得到深海采油树关键部件用钢锻件。
[0033] 实施例2:
[0034] (1)配料:选F22合金钢和化-(?中间合金为原料，按重量(wt.%)10:l进行配料；
[0035] (2)冶炼:采用中频电炉将原料冶炼成优质钢水，冶炼过程中，对钢水的化学成分 进行实时检验，检验合格即为优质钢水;检验不合格的通过对含量不足的化学成分进行添 加，含量过量的化学成分进行稀释等方式进行调整，直到钢水的化学成分达到要求，即成为 优质钢水，钢水冶炼完毕后，进行吹氣净化，提高钢水纯净度；
[0036] (3)液态模锻:将冶炼好的钢水倒入充满氮气的气压诱铸保溫炉内进行保溫;再将 保溫炉内钢水诱铸到液态模锻机模具中进行液态模锻，诱铸前要将模具进行预热至35(TC， 当巧件溫度在1200°C时立即脱模；
[0037] (4)终锻成型:将脱模后的高溫巧件立即采用自由束缚锻鐵粗-拔长-二次鐵粗-二 次拔长，锻造始锻溫度为1200°(：，终锻溫度为800°(：，锻造比大于3.5:1;然后再采用自由锻 在径向束缚条件下鐵粗-拔长-二次鐵粗-二次拔长，锻造始锻溫度为115(TC，终锻溫度为 950°C，锻造比大于3:1;
[0038] (5)性能热处理:利用束缚锻造后的锻巧溫度950°C进行水冷-空冷交替循环两次 泽火，水冷却10分钟^空气冷却100分钟^水冷却10分钟^空气冷却100分钟，然后再对泽 火后的二次锻造巧采用在650°C、保溫化回火一水冷至室溫-再650°C、保溫化回火-再水冷 至室溫的二次回火处理，得到深海采油树关键部件用钢锻件。
[0039] 实施例3:
[0040] (1)配料:选F22合金钢和化-(?中间合金为原料，按重量(wt. % ) 10:1进行配料；
[0041] (2)冶炼:采用中频电炉将原料冶炼成优质钢水，冶炼过程中，对钢水的化学成分 进行实时检验，检验合格即为优质钢水;检验不合格的通过对含量不足的化学成分进行添 加，含量过量的化学成分进行稀释等方式进行调整，直到钢水的化学成分达到要求，即成为 优质钢水，钢水冶炼完毕后，进行吹氣净化，提高钢水纯净度；
[0042] (3)液态模锻:将冶炼好的钢水倒入充满氮气的气压诱铸保溫炉内进行保溫;再将 保溫炉内钢水诱铸到液态模锻机模具中进行液态模锻，诱铸前要将模具进行预热至40(TC， 当巧件溫度在1200°C时立即脱模；
[0043] (4)终锻成型:将脱模后的高溫巧件立即采用自由束缚锻鐵粗-拔长-二次鐵粗-二 次拔长，锻造始锻溫度为1200°(：，终锻溫度为800°(：，锻造比大于3.5:1;然后再采用自由锻 在径向束缚条件下鐵粗-拔长-二次鐵粗-二次拔长，锻造始锻溫度为115(TC，终锻溫度为 950°C，锻造比大于3:1;
[0044] (5)性能热处理:利用束缚锻造后的锻巧溫度950°C进行水冷-空冷交替循环两次 泽火，水冷却3分钟^空气冷却150分钟^水冷却3分钟^空气冷却150分钟，然后再对泽火 后的二次锻造巧采用在650°C、保溫化回火一水冷至室溫-再650°C、保溫化回火-再水冷至 室溫的二次回火处理，得到深海采油树关键部件用钢锻件。
[0045] 经过上述制造方法获得深海采油树关键部件用钢锻件综合力学数据对比：
[0046] 表1深海采油树关键部件用钢锻件综合力学数据对比
[0047]
[0049] 由表1可知，上述3个实施例产品与国际技术规范要求进行对比，本发明获得的产 品力学参数均远高于国际技术规范要求。制造的深海采油树关键部件用钢锻件的综合力学 性能尤其是低溫初性大幅度提高，能很好地适用于深海低溫工况环境。
[0050] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可W做出若干改进和变形，运些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于，采用特种钢材为原料， 在中频电炉中冶炼成优质钢水，然后在液压机上进行液态模锻，并在1200°c进行脱模，脱模 后立即采用自由锻+束缚锻终锻成型，具体步骤如下： (1) 配料:采用F22合金钢和Fe-Ga中间合金为原料，按重量10:1进行配料； (2) 冶炼:采用中频电炉将原料冶炼成优质钢水； (3) 液态模锻:将冶炼好的钢水倒入充满氮气的气压浇铸保温炉内进行保温;再将保温 炉内钢水浇铸到液态模锻机模具中进行液态模锻，浇铸前要将模具进行预热至300~400Γ， 当坯件温度在1200 °C时立即脱模； (4) 终锻成型：将脱模后的高温坯件立即采用自由锻镦粗-拔长-二次镦粗-二次拔长； 然后再采用自由锻在径向束缚条件下镦粗-拔长-二次镦粗-二次拔长； (5) 性能热处理：利用束缚锻造后的锻坯温度进行水冷-空冷交替循环两次淬火，然后 再回火-水冷，得到深海采油树关键部件用钢锻件。2. 如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于:上 述步骤(2)中，钢水冶炼完毕后，进行吹氩净化。3. 如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于:上 述步骤(3)中，所述液态模锻机模具采用内层为高温合金的复合模具，浇铸过程中用循环水 冷却模具，通过调节冷却水流量、压力使模具温度控制在500 °C以内。4. 如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于:上 述步骤(4)中，采用自由锻进行初次锻造得到一次锻造坯，锻造始锻温度为1200°C，终锻温 度为800 °C，锻造比大于3.5:1。5. 如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于:上 述步骤(4)中，采用自由束缚锻再次进行锻造，得到二次锻造坯，锻造始锻温度为1150Γ，终 锻温度为950°C，锻造比大于3:1。6. 如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于:上 述步骤(5)中，水冷-空冷交替循环两次淬火，入水冷却时间t按照经验公式t=KXD来估算， 式中，钢铁材料系数K为1~4s/mm，D为锻件的直径，单位mm;空气冷却时间为入水冷却时间的 5.0~20.0倍，开始时淬火的水温低于20°C，结束时淬火的水温低于50°C。7. 如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于:上 述步骤(5)中，水冷-空冷交替循环两次淬火，水冷时对水进行搅拌处理，其中，水的搅拌流 速不小于〇. 5 m/s〇8. 如权利要求1所述的一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，其特征在于:上 述步骤(5)中，对淬火后的二次锻造坯采用在650°C、保温3h回火-水冷至室温-再650°C、保 温3h回火-再水冷至室温的二次回火处理。
【专利摘要】本发明公开了一种深海采油树关键部件用钢锻件的制造方法，包括以下步骤：以F22合金钢和Fe-Ga中间合金为原料，在中频电炉冶炼成优质钢水，然后在液压机上进行液态模锻，并在1200℃左右脱模，采用自由锻加束缚锻的复合锻造方式对坯料进行锻造，得到二次锻坯；然后对二次锻坯采用水冷-空冷两次循环交替方式进行淬火热处理；最后，对淬火后的二次锻造坯采用回火-水冷-再回火-再水冷的二次回火处理，即得到所述深海采油树关键部位用钢锻件。本发明的锻造工艺与热处理工艺的组合有效地防止了形状复杂的大锻件淬火开裂，而且制造的深海采油树关键部件用钢锻件的综合力学性能尤其是低温韧性大幅度提高，能很好地适用于深海低温工况环境。
【IPC分类】B21J5/00, B21J1/06, B22D18/02, C21D8/00, B21J5/02, B21J5/08, C21D1/25
【公开号】CN105671280
【申请号】CN201610056441
【发明人】巨佳, 王章忠, 张保森, 巴志新, 毛向阳, 毛麒童
【申请人】南京工程学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月27日