[发明专利]一种利用17-4PH不锈钢加工细长轴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢加工细长轴的方法，特别涉及一种利用17-4PH不锈钢加工细长轴的方法。

背景技术

17-4PH是一种马氏体沉淀硬化型不锈钢，其化学成分质量百分比为：C≤0.07，Si≤1.0，Mn≤1.0，Cr：15.5-17.5，Ni：3.0-5.0，Cu：2.6-4.6，Nb：0.15-0.45，S≤0.03，P≤0.035，这种材料价格便宜，其一般应用于承受大载荷的构件，如扳手、大功率轴等，通常成型的方法是铸造成型坯，然后机械加工至设计所需要的尺寸，其成品的金相组织为马氏体，性能特点为强度高，硬度高，但是，其变形能力差，对于细长轴的加工，这种加工方法显然不能实现，即使中间加上锻、轧的强化手段，最后的磨削也保证不了该轴的精度，特别在油井作业中，潜油电泵是一种多级泵，它的轴一般都为细长轴，该轴所有的断面都需要承受一定的径向载荷，这对于轴的强度要求提出了很高的要求，特别是在当世界石油资源严重缺乏的今天，人们为了获得更多的石油，不得不向地壳深处挖掘石油，这更加速了潜油深度，从而对于轴的长度、强度提出了越来越高的要求，以前，人们一般采用monelK500材料来加工该轴，但是，这种材料价格十分昂贵，因此，通过17-4PH不锈钢加工细长轴的方法已经成为市场中迫不及待需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种利用17-4PH不锈钢加工细长轴的方法，在加工过程中其金相组织始终保持奥氏体状态，再通过冷拔成型加工出细长轴，加工后的细长轴强度高、硬度高且变形能力好。

本发明的技术方案：一种利用17-4PH不锈钢加工细长轴的方法，其特征在于，包括有以下步骤：

（1）以17-4PH不锈钢为原料，将原料放置到真空熔炼炉内进行真空熔炼，熔炼温度为1520-1600℃，熔炼时间为1-2小时；

（2）将真空熔炼后的熔炼液浇注到真空室内的具有圆柱形型腔的模具内，浇注成铸锭；

（3）将浇注成型的铸锭水冷至室温；

（4）将铸锭表面车削；

（5）将车削后的铸锭锻打成若干段后入水激冷；

（6）将每段铸锭进行热轧处理，热轧温度为900-950℃，轧滚功率为300千瓦，热轧后的铸锭入水激冷；

（7）热拉，热拉比为                                                  ，其中D1为热拉前铸锭的直径，热拉后的铸锭入水激冷；

（8）冷拔成轴，冷拔比为   ，其中D2为冷拔前铸锭的直径；

（9）将冷拔后的轴进行时效硬化处理。

采用上述技术方案，其中热拉比为：热拉前的铸锭横截面积比热拉后的铸锭横截面积，冷拔比为：冷拔前的铸锭横截面积比冷拔后的轴的横截面积，通过真空熔炼、真空浇注，可以减少熔炼、浇注过程中出现的各种氧化杂质，而且可以使得其原始的奥氏体组织更加细密，晶粒细小均匀；采用锻打、热轧、热拉的强化工序，可以使得晶粒一次又一次地得到细化，从而提高强度、硬度；在锻打、热轧、热拉后冷却全部采用入水激冷，可以不让Nb元素在加工过程中沉淀硬化，从而始终保持其金相组织处于奥氏体状态；铸锭表面车削可以清除铸锭表面的杂质；最后的时效硬化处理可以进一步提高强度、硬度，因此，采用上述技术方案加工后的细长轴强度高、硬度高且变形能力好。

本发明的进一步设置：所述的步骤（7）与步骤（8）之间增设有探伤、打磨处理。

采用上述进一步设置，可以消除热轧之后铸锭表面的缺陷，比如表面裂纹等。

本发明的再进一步设置：所述的时效硬化处理后还设有校直处理。

采用上述再进一步设置，校直处理可以保证加工后的细长轴的精度。

本发明的更进一步设置：所述的校直处理后还设有探伤处理。

采用上述更进一步设置，保证最后加工出的细长轴没有缺陷。

具体实施方式

实施例1：

利用17-4PH不锈钢加工φmm长轴的方法，包括有以下步骤：

（1）称取工业纯铁148kg，FeNb70：1 kg，Si-A：1kg，JMn97：1kg，JCr99-A：33kg，电解Ni：8kg，电解Cu：8kg，将配料放置到真空熔炼炉内进行真空熔炼，熔炼温度为1600℃，熔炼时间为1.5小时；

（2）将真空熔炼后的熔炼液浇注到真空室内的具有圆柱形型腔的模具内，浇注成φ200mm的圆柱形铸锭；

（3）将浇注成型的铸锭水冷至室温；