钻探机械零件吊具的淬火热处理机械加工工艺

(1)吊具（夹）是与吊环配合使用的钻探机械零件，其服铅条件与吊环相类似，即主要承受交变的弯曲和冲击载荷的作用，台肩部分又受到钻杆接头的频繁磨损，一般而言，吊具（夹）的几何形状复杂，应力分布极不均匀。其主要的失效形式为磨损、过度变形和断裂等，磨损发生在端面台阶处，为主要的失效形式；其次为在钻杆作用下，吊具（夹）发生严重的塑性变形而无法使用，而断裂多半由堆焊工艺不当，从而导致焊接裂纹的产生。    根据其服役条件和失效方式，要求吊具（夹）材料应具有高的强度、高的韧性、高的疲劳强度以及小的缺口敏感性，同时其表面有较好的焊接性能和表面硬化能力，选用的材料为42CrMo、35CrMo等，整体进行调质处理，台阶表面进行表面淬火。

(2)机械加工工艺流程 下料一锻造一正火一粗加工一淬火一回火一精加工一装配一台阶表面淬火一检验一载荷试验一防锈包装一出厂。

(3)热处理工艺

①热处理技术要求  整体调质处理后，硬度为269～302HBW，台阶表面淬火，硬度为48～52HRC。

②热处理工艺规范 吊具（夹）的热处理是由两部分组成的，首先是整体进行淬火十高温回火处理，以获得要求的力学性能；其次对于磨损部位进行局部热处理，前者可在盐浴炉或可控气氛炉中完成淬火和回火加热，台阶部分则可采用火焰淬火获得表面硬化。

需说明的是，若吊具<夹）是在盐浴炉中进行加热淬火，则可适当缩短保温时间。当对台阶处进行表面硬化处理时，选用火焰淬火法是较适宜的，其淬火温度应控制在880～900℃，随后喷水冷却，热处理炉内进行热风炉或井式炉内回火，工艺参数为(180-200)DC×(2-3)h。

(4)热处理工艺分析与实施要点

①35CrMo和42CrMo为低合金结构钢，内部的合金元素能明显提高淬透性，它们属中等含碳量，因此其经过调质处理后，可获得优良的综合力学性能，可满足服役条件的需要

②调质处理时应当避免加热过程中的氧化脱碳的产生，否则将直接影响到表面硬度，导致热处理后内外硬度不一致，造成内应力的增大；另一方面则抗拉强度等不能满足服役的需要，而出现早期的断裂等。

③加热温度和保温时间应当考虑到具体的装炉量、热处理效率、冷却状态等几个方面的问题，必要时进行正交法设计，将晶粒度、表面和内部金相组织、硬度等作为验证工艺的重要依据，来制订正确的调质处理工艺。

④台阶处的火焰淬火应迅速，避免二次加热，以免出现二次淬火而增加脆性，同时应及时进行回火处理，消除淬火应力的作用。

(5)热处理质量检验

①调质后的吊具应逐件进行平面硬度的检查，符合要求：

②对于同炉材料做成的试棒进行力学性能试验，满足设计要求；

③装配后进行成晶载荷试验，在额定载荷的1.5倍作用下，持续5min以上无残余变形。