60年代中期,因为我国缺乏Cr、Ni资源,所以,合金钢新钢种的研究指导思想是发展SiMnMo系列,研制出的35SiMnMoV钢作为我国螺纹钎杆的推荐钢种,并一直延用至今。但作为螺纹钎杆用钢来说,如果采用渗碳淬火+低温回火的热处理工艺,因为该钢种含碳量偏高,且Si、Mn元素与Cr、Ni元素相比,尤其在高强度的情况下,其韧塑性指标要比CrNiMo系钢低得多;如采用渗碳等温淬火工艺,则损失了表面硬度和压缩应力,降低了螺纹的疲劳强度和*性,钎杆寿命也难以****。所以,从60年代到80年代中期,我国螺纹钎杆(主要是长度大于1 200 mm的规格)只能采用淬火+中低温回火或等温淬火的热处理工艺,这是我国螺纹钎杆寿命与国外相比差距较大的主要原因。 25CrNi3Mo钢与35SiMnMoV钢的常规机械性能见表1。从表1数据可以看出,在空冷条件下,CrNi3Mo系的冲击韧性高于SiMnMoV系,而且强度也高。在淬火状态下,CrNi3Mo系低温回火时的强度和韧性值,SiMnMoV系要在****回火温度或进行等温淬火时才能达到。若二者都渗碳后按表1工艺来处理,CrNi3Mo系的螺纹部位表面硬度高、压缩应力高,既*又可****寿命;而SiMnMo系升高回火温度或等温淬火,却降低了渗碳的螺纹表面硬度、*性和压缩残余应力,从而缩短了使用寿命。
对于螺纹钎杆来说,只有轻型接杆钎杆、钻车钎杆、MF钎杆需要锻造,而且只需镦粗两端(钻车钎杆和MF钎杆只锻一端)。螺纹钎杆的锻造一定要选择大镦锻力的卧式镦锻机。锻造加热,采用中频加热。加热的温度控制很重要,许多螺纹钎杆寿命低或寿命波动大的原因,很大程度出自锻造。
渗碳方法有:气体渗碳、液体渗碳、固体渗碳和特殊渗碳。
特殊渗碳通常在特定的物理条件下进行,目前在国内外获得应用的有:高频电场中加热渗碳、真空条件下的真空渗碳、离子轰击条件下的离子渗碳、电解放电条件下的电解渗碳、流动粒子状态下的流态床渗碳等。
渗碳工艺的主要特点是: