[发明专利]一种石油开采设备压裂用零部件的生产工艺

权利要求书

1.一种石油开采设备压裂用零部件的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）炼制：将质量百分比为Cu：1％～6％、Mg：2％～8％、Sn：0.5％～5％、Zr：0.1％～0.5％、Re：0.05％～10％、Ni：0.01％～0.5％、Si：0.1％～0.5％、Zn：0.2％～0.6％、SiC颗粒：5％～15％、稀土：0.05％～0.2％、TiB：3％～8％、Al ₂ O ₃：1％～5％、余量为Fe的原料进行混合、炼制；

（2）锻造：原料经电弧炉初炼并进行预处理脱硫后采用转炉工艺脱磷技术吹炼扒渣，LF钢包精炼炉深脱硫后利用RH炉真空循环脱气，圆坯连铸形成连铸坯，增强产品强度；采用优质电渣锭作为原料，锻造采用8000吨水油压机进行三相锻造，保证了锻坯成分均匀、组织均匀致密；

（3）锻造后热处理：通过多次正火、油淬、高温回火，保证了应力充分释放和组织均匀；

（4）机加工：包括粗加工和精加工，所述粗加工为粗铣无孔面，然后进行超声波探伤，所述探伤判定参考为在任何孔壁表面及其以下25mm内，不允许有任何缺陷显示；所述精加工对各孔相交部位相贯线及柱塞孔部位精细加工及打磨光滑，减少应力集中；

（5）锻件表面溅射：先将磁控溅射真空设备中气压抽至小于2×10 ～3 Pa，之后通入氩气，开启流量计，使真空腔内气压约为0.8Pa时关闭充气阀，将溅射偏压调至～50～～250V，溅射电流调至3～6A，转动金属轮后沉积3～6h后关闭溅射电压及偏压；经过全面检验，合格产品入库、出厂，溅射靶材为钛合金。

2.根据权利要求1所述的石油开采设备压裂用零部件的生产工艺，其特征在于：

所述锻造包括：

a、采用两次变向镦拔的锻造工艺，主拔长变形采用WHF法；

b、每次镦粗及拔长锻比控制在1.8~2.2，总锻比控制在6～8，拔长锻比S=S1×S2，镦粗比U=U1×U2，总锻比=S×U2；

S1：第一次拔长长度除以原始长度；

S2：第二次拔长长度除以第二次拔长前长度；

U1：第一次墩粗面积除以原始面积；

U2：第二次墩粗面积除以原始面积；

c、锻造过程温度控制在850℃~1200℃；

所述锻后热处理采用2次过冷1次重结晶的正～回火工艺。

3.根据权利要求1所述的石油开采设备压裂用零部件的生产工艺，其特征在于：所述锻造包括：将圆柱形钢锭水平放置在下平砧上，并通过夹持装置夹持圆柱形钢锭的一端，转动圆柱形钢锭，同时使用上/下平砧下压圆柱形钢锭的表面，直至圆柱形钢锭的侧面由圆形变为N边形，N≥4；

然后钢锭通过夹持装置竖直方向倾斜放置在下平砧上，使用上平砧下压钢锭的上端部边缘位置，同时沿钢锭的轴线转动钢锭，直至钢锭的两端边缘都形成环形平面，钢锭的两端呈鼓形，而后放入炉中加热，加热温度为1150～1180℃，升温速率控制在60～80℃/h；

然后将钢锭竖直放置在下平砧上，对钢锭的端部锻打，直至钢锭两端的环形平面消失，而后放入炉中进行加热，加热温度为1150～1180℃，升温速率控制在60～80℃/h，保温≥2h。

4.根据权利要求1所述的石油开采设备压裂用零部件的生产工艺，其特征在于：

所述锻造后热处理包括：

初次正火：将工件加热至750℃保温15～20分钟，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200～300℃；

再次正火：将工件加热至850℃保温15～20分钟，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200～300℃；

三次正火：将工件加热至950℃保温15～20分钟，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200～300℃；

油淬：将工件加热至920℃进行油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200～300℃；将工件加热至780℃油淬从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却至200～300℃；

高温回火：把零件油淬后，再加热到500～650℃，保温20～30分钟，以每分钟降低20℃的速度冷却至室温。

5.根据权利要求1所述的石油开采设备压裂用零部件的生产工艺，其特征在于：在锻件表面溅射之前，依次由丙酮、无水乙醇和去离子水对锻件表面进行清洗。