专利名称：冲击凿岩用摩擦焊接重型钎杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钎杆，尤其是一种冲击凿岩用摩擦焊接重型钎杆。
背景技术：
重型钎杆在钻凿岩石时要承受巨大的拉压、扭转、弯曲应力和磨损，生产重型钎杆的材料就必须要有 很高的强度和韧性，表面还要抗磨损。目前，国内外重型钎杆生产商均选用高成本的Cr-Ni-Mo系钢作为钎 具材料来满足重型钎杆的力学性能。由于我国的Ni资源匮乏，且Ni又是重要的战略资源，近年来价格飙升， 造成重钎的生产成本居高不下，给生产厂家和用户带来了沉重的经济压力。湖北嘉裕管业股份有限公司应 用20Si2Mn2CrMoVA钢替代Cr-Ni-Mo系钢，采用"电均热一一热穿孔一全程带芯纵轧"法、"整体渗碳一油 (气)淬火一回火"工艺以及磨擦焊接技术，生产出了新型钻车凿岩用超长暨高性价比重型螺纹连接钎杆， 既节约了稀贵资源Ni，又大幅降低了生产成本，满足了用户的需求。
发明内容
为了既能满足钎杆承受巨大的拉压、扭转、弯曲应力而不易磨损的力学性能，又能节约稀有的Ni资源， 降低生产成本，本发明提供了一种冲击凿岩用摩擦焊接重型钎杆。该钎杆通过采用特殊的材料、工艺方法 和技术，生产出的钎杆具有很高的强度和韧性，表面非常抗磨损，长度在6米以上(超长)，而且降低了生 产成本，节约了稀有资源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是根据重型钎杆钎柄、钎梢和杆体工作的环境与受力情况 的不同，分别选用不同的材质，然后使用摩擦悍接技术将三者焊接成一个整体，再进行整体渗碳处理。钎
柄、钎梢部选用18CrNi3Mo、 18CrNiMoV、 22SiMnM2CrMo、 18Cr2Ni2W或23CrNi2WMoV渗碳钢。由 于杆体的长度占重钎总长度的90%以上，而工作环境和受力条件比钎柄钎梢好，选用不含Ni的 20Si2Mn2CrMoVA渗碳钢作为杆体材料，达到了大幅节约N改源降低成本的目的。在钢冶炼技术上采用 超级钢冶炼技术，即电弧炉熔炼(EBT) +钢包炉外精炼(LF) +真空脱产气(VD)处理的处理方法生 产20Si2Mn2CrMoVA渗碳钢。在轧制和制钎工艺上，采用"电均热一热穿孔一全程带芯纵轧"法、"整体 渗碳_油(气)淬火一回火"工艺。在焊接技术上采用磨擦焊接。焊接时，先使一工件以中心线为轴高速 旋转，将另一工件向旋转工件施加轴向压力，磨擦加热。达到给定磨擦时间或规定磨擦变形量，即接头加 热到焊接温度时，立即停止工件旋转，同时施加更大的轴向压力，进行顶段焊接。
本发明的有益效果是，采用特殊的材料、冶炼技术和工艺方法，不仅使生产出的钎杆具有很高的强度、 韧性和抗磨损，而且有足够的长度(大于6米)，大大提高了钎杆的使用寿命和施工效率，还大幅降低了生 产成本。
具体实施例方式
材料的选择钎柄、钎梢部选用18CrNi3No、 18CrNiMoV、 22SiMnNi2CrMo、 18Cr2Ni2W或
23CrNi2WMoV渗碳钢。杆体采用20Si2Mn2CrMoVA渗碳钢，以节省镍、钨等稀贵资源和降低成本。 超级钢冶炼技术电弧炉熔炼(EBT) +钢包炉外精炼(LF) +真空脱产气(VD)处理。 轧制和制钎工艺"电均热一热穿孔一全程带芯纵轧"法、"整体渗碳一油(气)淬火一回火"工艺。 磨擦焊接技术焊接时，先使一个工件以中心线为轴高速旋转，将另一个工件向旋转工件施加轴向压
力，磨擦加热。达到给定磨擦时间或规定磨擦变形量，即接头加热到焊接温度时，立即停止工件旋转，同
时施加更大的轴向压力，进行顶段焊接。
工艺路线高性能渗碳钢坯料下料""检査一中频感应加热一二辊穿 L一三辊轧管减^"六辊热轧成型
一精整一墩头一软回火一加工螺纹一磨擦焊接一整体渗碳一淬火回火一抛丸防锈一入库。
权利要求
1.一种冲击凿岩用摩擦焊接重型钎杆，其特征是钎柄、钎梢由于工作环境恶劣，是应力较集中的部位，采用Cr-Ni-Mo系钢；占整个重钎长度90％以上的杆体工作环境相对较好，是不易失效的部位，就选用不含稀有金属镍或钨的20Si2Mn2CrMoVA渗碳钢；创造性地采用磨擦焊接技术把三者有机地连接成一个整体，从而使钎杆最终失效部位移出焊接接头之外，达到提高钎杆使用寿命、降低制造成本、节约稀贵资源的目的。
2. 根据权利要求1所述的一种冲击凿岩用摩擦焊接重型钎杆，其特征是采用"电均热——热穿 L一 —全程带芯纵轧法"工艺是这项技术的另一特征。
3. 根据权利要求1所述的一种冲击凿岩用摩擦焊接重型钎杆，其特征是摩擦焊接不同材质的钎柄、 钎梢和钎杆杆体。
全文摘要
本发明涉及一种冲击凿岩用摩擦焊接重型钎杆。一种冲击凿岩用摩擦焊接重型钎杆，该钎杆通过采用特殊的材料、加工技术和工艺方法，不仅使生产出的钎杆具有很高的强度、韧性和表面非常抗磨损，足够的长度(大于6米)，而且节约稀有的Ni资源，大幅降低生产成本。
文档编号E21B17/00GK101614110SQ20081004815
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者叶凌云, 周宝生, 周志专, 段立人, 高鹏举 申请人:湖北嘉裕管业股份有限公司