CN103341736A - 一种大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺，通过下料-加热-压型-深冲孔-成品工艺加工步骤，本发明工艺和现有的加工工艺相比，工序简单，劳动强度低，易于实现生产过程自动化，生产效率高，材料利用率可达到75%左右，成本大幅度降低，而且在热挤压成形过程中保持了金属纤维组织的连续性，机械性能大幅度提升，提高了产品的使用寿命。

Description

一种大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺

技术领域

    本发明属于金属塑性变形技术领域，涉及一种大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺。

背景技术

螺杆钻具扶正器又叫稳定器，多用于井眼轨迹的控制，即通常所说的定向，是石油钻井钻具上一个重要的零部件。目前，对于最小外圆直径Ф200mm，全长在950mm以上的大规格类螺杆钻具扶正器毛坯的生产，由于受工房及压机设备闭合高度因素的影响，国内基本采用以下两种生产方法：

1、圆钢下料—机械粗加工—调质—机械精加工

2、下料—加热—自由锻制坯—正火—机械粗加工—调质—机械精加工

现有生产方法主要存在以下问题：

1.材料利用率低下。无论是采用圆钢直接加工还是自由锻制坯后机械加工，内腔形状均采用机加工方法完成，两种工艺材料利用率都不足50%。

2.机械加工成本高。由于两种工艺所采用的毛坯均为实心，需要通过钻孔、镗孔等方法实现内孔加工，机械加工余量大，浪费人力、刀具，生产效率也较低。

3.金属组织流线被切断，产品使用寿命低。上述两种生产工艺在制造产品时，产品金属组织流线均被机械加工破坏，导致产品抗拉强度、屈服强度等机械性能低下，直接影响产品的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是设计一种大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺，该工艺简单，能节约大量金属材料，并可获得沿轴向分布的全纤维金属流线，从而大幅度地提高材料利用率及机械性能。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是所设计的一种大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺采用以下工艺步骤：

1.下料：在带锯机上将圆实芯棒材锯成所需长度的坯料；

2.加热：采用中频感应加热，在中频加热炉中加热至1100～1180℃，保证坯料温度均匀，避免过热、过烧现象；

3.压型：将加热的坯料放到油压机内特定的压型模具内压型；

4.深冲孔：将压型毛坯放入油压机内特定的冲孔模具内，坯料在反挤压凸模的作用下产生轴向变形，金属在规定的环状间隙中向上流动，坯料高度增加形成深孔；

5.成品。

所述冲孔模具是指能够横向移动的移动式冲孔凸模。

本发明采用上述加工工艺，采用圆钢下料一次加热，通过压力机在特定的模具内使工件成形。该工艺和现有的加工工艺相比，不仅工序简单，劳动强度低，易于实现生产过程自动化，生产效率高，材料利用率可达到75%左右，成本大幅度降低，而且在热挤压成形过程中保持了金属纤维组织的连续性，得到了沿轴向分布的全纤维金属流线，机械性能有大幅度提升，提高了产品的使用寿命。

附图说明

图1表示本发明圆实芯棒材坯料的结构示意图；

图2表示本发明冲孔时的结构示意图；

图3表示本发明热挤压后毛坯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺作具体说明。

参见图1至图3，本发明一种大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺采用以下工艺步骤：

1.下料：参见图1，在带锯机上将圆实芯棒材锯成所需长度的坯料；

2.加热：采用中频感应加热，将下料后的实芯棒材坯料在中频加热炉中加热至1100～1180℃，加热过程中，保证坯料温度均匀，避免过热、过烧现象；

3.压型：将加热后的棒料，放在油压机特定的压型模具内，在上压头的下压作用下镦粗变形，形成平整的端面及所需的变形直径和高度，以便于坯料在下道冲孔模内定位准确；

4.深冲孔：参见图2，将压型毛坯放入油压机内特定的冲孔模具内，该冲孔模具是能够横向移动的移动式冲孔凸模。冲孔时，坯料在冲孔凸模的作用下产生轴向变形，金属在规定的环状间隙中向上流动，坯料高度增加形成深孔。当冲孔完成后，冲孔凸模2在压力机活动横梁的带动下上移至上死点后在横向液压缸1的作用下做横向水平移动，随后冲孔毛坯被顶料杆3顶出下模，至此冲孔工序完成；

5.成品：参见图3，经过深冲孔成形后的坯料即成为本发明的最终产品。

在实际的加工生产过程中，由于受工房高度及压力机设备闭合高度行程限制，本发明的发明人在原有压力机的基础上，在毛坯冲孔工序中，设计了一种可以横向移动的移动式冲孔凸模。当冲孔完成后，在压力机上活动横梁到上死点时在液压缸的作用下冲孔凸模作水平移动，这样即可以大大减少活动横梁的垂直移动距离，减少设备闭合高度，从而完成冲孔工序，实现了大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺的目的。

Claims (1)

1.一种大规格螺杆钻具扶正器热挤压成形工艺，其特征是采用以下工艺步骤：

1.下料：在带锯机上将圆实芯棒材锯成所需长度的坯料；

2.加热：采用中频感应加热，在中频加热炉中加热至1100～1180℃，保证坯料温度均匀，避免过热、过烧现象；

3.压型：将加热的坯料放到油压机内特定的压型模具内压型；

4.深冲孔：将压型毛坯放入油压机内特定的冲孔模具内，坯料在反挤压凸模的作用下产生轴向变形，金属在规定的环状间隙中向上流动，坯料高度增加形成深孔；

5.成品。

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