专利名称：石油钻修井机新型耐磨刹车毂制造方法
技术领域：
本发明涉及一种石油钻机、修井机绞车主滚筒旋转制动用刹车毂制造方法。
技术背景
目前，石油钻机、修井机绞车主滚筒制动使用的刹车毂毂体多为中碳合金铸钢， 结构为内腔水冷模式，主要材料有ZG35SiMn、ZG35CrMo、ZG25Mn2V等，采用正火加调质处 理来提高刹车毂表面的使用寿命，这些材料及制造方法制造的刹车毂在使用中存在如下 问题第一，刹车毂和刹车块配合刹车时，刹车毂表面温度可高达900°C，瞬间闪火温度达 1280°C，松开钢刹带后，刹车毂的表面温度在3 5秒内很快降低。工作中刹车毂因周期性 的加热和冷却，承受着交变的热应力、相变应力以及摩擦力，导致刹车毂毂体龟裂和磨损失 效。第二，刹车毂是铸钢件毂体与低合金钢的连接板、水腔封板的焊接结构，因中碳合金铸 钢碳当量较高，如ZG25Mn2V的平均碳当量为当量=0· 25+1. 8/6+0. 11/5=0. 57，焊接性能比 较差，需要预热和焊后保温，易留下焊接缺陷。石油钻修井机上使用的刹车毂工作载荷、冲 击载荷比较大，周期性的交变热应力、相变应力综合作用，造成铸钢类刹车毂寿命短，可靠 性低，存在安全隐患。发明内容
本发明的目的是提供一种石油钻修井机新型耐磨刹车毂制造方法，解决刹车毂的 耐热疲劳性能差、可焊性差的问题。
本发明技术方案采用以下步骤(1)采用辗环锻造方法制造刹车毂毂体毛坯①依据刹车毂毂体的尺寸，选用低碳Cr-Mo系低合金钢圆钢或钢锭下成坯料；②常规加热炉将上述坯料加热到800°C 1220°C；③自由锻或模锻将坯料锻成空心毛坯；④常规加热炉加热空心毛坯到800°C 1220°C；⑤在辗环机床上将空心毛坯辗压成刹车毂毂体毛坯；(2)车床加工，将刹车毂毂体毛坯加工到工艺要求尺寸；(3)在刹车毂毂体上组焊连接板、挡板，焊后退火处理消除焊接应力；(4)在刹车毂毂体组件上焊接水腔封板、接头，焊后水压试验。
本发明有益效果在于1、耐磨性好合金结构钢经过碾环锻造后组织致密，耐磨性好；2、热疲劳性能好热疲劳性能属于低周疲劳，与材料的塑性变形能力有很大的关系，塑 性变形能力强，抗热疲劳性能好。显而易见，20CrMo钢锭材料比铸造中碳合金钢的塑性要 好，其原因一是碳含量低，二是碾锻组织致密，三是晶粒细小，四是内部缺陷少；3、与其它零件如连接板、挡板的焊接性好连接板、挡板材料为低合金钢，它们与毂体 焊接不用预热，也不用焊后保温，而传统的铸造刹车毂则需要预热和焊后保温，易留下焊接缺陷。
图1是刹车毂结构简图，图中1-刹车毂毂体；2-连接板；3-水腔封板；4-挡板； 5-接头。
具体实施方式
图1所示为石油钻修井机刹车毂结构简图，刹车毂的毂体1为圆筒状，在刹车毂毂 体1内圆面组焊有由连接板2、水腔封板3、挡板4、接头5同毂体1内圆面构成的用于冷却 刹车毂毂体的循环水水腔。
下面以JC21D刹车毂为例，其最大外径1085mm，最小内径1011mm，毂体宽316mm，对本发明作进一步描述。
(1)采用辗环锻造方法制造刹车毂毂体毛坯①依据刹车毂毂体的尺寸，选用20CrMo合金钢钢锭，下料重为530kg的毛坯；②普通加热炉将上述坯料加热到800°C 1220°C；③自由锻将坯料锻成外径556mm、内孔250mm、宽250mm的空心毛坯④普通加热炉加热空心毛坯到800°C 1220°C；⑤在辗环机床上将空心毛坯辗压成刹车毂毂体毛坯，锻件外形尺寸外径1100mm，内 孑L 985mm,宽度 335mm ；(2)车床加工，将刹车毂毂体毛坯加工到工艺要求尺寸，刹车毂毂体成活；(3)在刹车毂毂体上组焊连接板、挡板，焊后退火处理，用于消除焊接应力；(4)在刹车毂毂体组件上焊接水腔封板、接头，焊后进行水压试验。
上述(3)、⑷步骤中焊接工艺为 采用ω2气体保护焊焊接；选用ER50-G气保焊丝，焊丝化学成分重量百分比为C彡0. 10%, Mn彡1. 26%, Si 彡 0. 57%, S 彡 0. 011%, P 彡 0. 014%, Cu 彡 0. 18%, Ti 彡 0. 12 ；焊接工艺参数焊丝直径(_) :Φ1. 2 ；电流(A) 200 220 ；电弧电压(V) 24 洸； 焊接速度(mm/min) :180 200 ；极性直流反接。
权利要求
1. 一种石油钻修井机新型耐磨刹车毂制造方法，其特征在于采用以下步骤(1)采用辗环锻造方法制造刹车毂毂体毛坯①依据刹车毂毂体的尺寸，选用低碳Cr-Mo系低合金钢圆钢或钢锭下成坯料；②常规加热炉将上述坯料加热到800°C 1220°C；③自由锻或模锻将坯料锻成空心毛坯；④常规加热炉加热空心毛坯到800°C 1220°C；⑤在辗环机床上将空心毛坯辗压成刹车毂毂体毛坯；(2)车床加工，将刹车毂毂体毛坯加工到工艺要求尺寸；(3)在刹车毂毂体上组焊连接板、挡板，焊后退火处理消除焊接应力；(4)在刹车毂毂体组件上焊接水腔封板、接头，焊后水压试验。
全文摘要
本发明涉及一种石油钻修井机新型耐磨刹车毂制造方法，采用以下步骤(1)采用辗环锻造方法制造刹车毂毂体毛坯①依据刹车毂毂体的尺寸，选用低碳Cr-Mo系低合金钢圆钢或钢锭下成坯料；②常规加热炉将上述坯料加热到800℃～1220℃；③自由锻或模锻将坯料锻成空心毛坯；④常规加热炉加热空心毛坯到800℃～1220℃；⑤在辗环机床上将空心毛坯辗压成刹车毂毂体毛坯；(2)车床加工，将刹车毂毂体毛坯加工到工艺要求尺寸；(3)在刹车毂毂体上组焊连接板、挡板，焊后退火处理消除焊接应力；(4)在刹车毂毂体组件上焊接水腔封板、接头，焊后水压试验。应用本发明制造的刹车毂，具有耐磨性好、热疲劳性能好、与其它零件如连接板、挡板的焊接性好的优点。
文档编号B23P15/00GK102029511SQ201010582579
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者刘振义, 周得光, 张金全, 杜可普, 杨延娟, 程传静, 郑惠玲, 韩小启 申请人:南阳二机石油装备(集团)有限公司