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CN112322981B - 一种凿岩用h22及h25钎杆中空钢 - Google Patents

一种凿岩用h22及h25钎杆中空钢 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种凿岩用H22及H25钎杆中空钢，包括以下质量百分比的成分：C 0.78～0.85％、Si 0.45～0.60％、Mn 0.20～0.40％、Cr 0.85～1.15％、V 0.08～0.16％，Mo≤0.1％、Ni≤0.1，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明具有抗弯性能好、裂纹敏感性较低、使用寿命长、极差小的特点，制成的凿岩用钎杆在实际使用过程中不会产生较大的弯曲，大大提高了其凿岩效率和整体使用寿命，满足了用户对不同性能中空钢的多样化需求。

Description

一种凿岩用H22及H25钎杆中空钢
技术领域
本发明涉及一种中空钢，尤其是一种凿岩用H22及H25钎杆中空钢，属于冶金技术领域。
背景技术
钎杆是用于矿山、工程施工过程中进行钻凿爆破和锚固孔洞的工具，其在工作过程中要承受拉压应力疲劳、弯曲疲劳和矿水的腐蚀等,使用条件较复杂。钎杆原材料为中空钢，通过对中空钢的局部加工(锻造、机加工、热处理)成为钎杆。H22、H25规格钎杆是典型的细长杆件，其横截面为六角形，中心有一个通水和压缩空气的圆孔，六角的对边为22mm和25mm，钎杆的使用长度基本在2.5-5米，最长的达到10米。由于现场施工过程没有采用套钎方式进行凿岩施工，钎杆中部处于悬空状态，没有支撑，钎杆的抗弯性能对凿岩效率和最终的钎杆使用寿命有较大的影响。目前国内的椎体连接钎杆用中空钢主要采用55SiMnMo、95CrMo材质，其中55SiMnMo抗弯性能较差，容易弯曲，在矿山现场凿岩时杆子挠曲严重，凿岩机产生的冲击功在钎杆传递过程中有较大的损耗，凿岩效率低且钎钢的使用寿命也大幅降低，特别是3.5米及以上的钎杆表现更为明显；95CrMo抗弯性能好，但由于其为过共析钢，裂纹敏感性较高。因此，发明一种既具有较好的抗弯性能，同时又具有较低裂纹敏感性的凿岩用钎杆中空钢成为当前迫切的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种新成分的凿岩用H22及H25钎杆中空钢，该中空钢具有抗弯性能好、裂纹敏感性较低、使用寿命长、极差小的特点，为用户提供了一种新的中空钢选择。
为解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：
一种凿岩用H22及H25钎杆中空钢，包括以下质量百分比的成分：C 0.78～0.85％、Si 0.45～0.60％、Mn 0.20～0.40％、Cr 0.85～1.15％、V 0.08～0.16％，Mo≤0.1％、Ni≤0.1，余量为Fe及不可避免的杂质。
上述的凿岩用H22及H25钎杆中空钢，作为一种优选方案，按照质量百分比计算，C为0.83％，Cr为1.00％、V为0.12％。
本发明的创新点在于：提供了一种适用于凿岩用中空钢的CrV系钢种，与现有的钢种相比，本发明将C含量控制在0.78～0.85％，保证了成品材料的刚性，同时在热轧后避免了网碳的发生，避免晶界弱化，实现疲劳寿命的提高；同时，本发明将V含量控制在0.08～0.16％，实现晶粒细化，保证小截面中空钢在热轧后内外晶粒度均匀性，确保内外性能，提高产品的拉压疲劳寿命。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、钎具用钢必须具备足够高的疲劳强度，适当的韧性和良好的抗弯性能，尤其应该具有良好的韧性，以保证具有较低的疲劳缺口敏感性。本发明通过采过在高碳钢中加入一定的Cr和少量的V，提高了钎杆的抗弯性能，使钎杆在实际使用过程中不会产生较大的弯曲，从而大大提高其凿岩效率和整体使用寿命，同时也降低了裂纹敏感性，降低钎具疲劳裂纹的扩展速度，本发明的关键技术点在于：将Cr控制在0.85～1.15％，最优为Cr为1.00％；V控制在0.08～0.16％，最优为0.12％。通过对Cr和V加入量的严格控制，既提高了其抗弯性能，也避免了提高钢淬透性的参与元素超标，降低了其裂纹敏感性。
2、与当前的钎杆使用的中空钢材料(55SiMnMo、95CrMo)相比，本发明的抗弯性能好，凿岩效率高，而且对裂纹不敏感，用于3.5米以上的钎杆使用寿命高且稳定，同时加工难度不大。在相同的凿岩条件下，采用本发明制作的钎杆其平均凿岩寿命可达到198米，寿命极差仅30米，而现有材料的平均寿命仅为151米，寿命极差达到130米。
3、本发明在室温(10～35℃)自然空冷正火状态(或轧制状态)下，杆体抗弯性能好，裂纹敏感性低，整体寿命较高，寿命极差小。同时由于其成分中采用的合金较少，生产成本也较低。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1：按质量百分比计，成分为：C 0.83％、Si 0.50％、Mn 0.30、Cr 1.00％、V0.12％，Mo≤0.1％、Ni≤0.1，余量为Fe及不可避免的杂质。生产时，按照常规的中空钢生产流程进行炼钢、轧钢即可。
实施例2：按质量百分比计，成分为：C 0.78％、Si 0.45％、Mn 0.20％、Cr 0.85％、V 0.08％，Mo≤0.1％、Ni≤0.1，余量为Fe及不可避免的杂质。生产时，按照常规的中空钢生产流程进行炼钢、轧钢即可。
实施例3：按质量百分比计，成分为：C 0.85％、Si 0.60％、Mn 0.40％、Cr 1.15％、V 0.16％，Mo≤0.1％、Ni≤0.1，余量为Fe及不可避免的杂质。生产时，按照常规的中空钢生产流程进行炼钢、轧钢即可
本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种凿岩用H22及H25钎杆中空钢，其特征在于：包括以下质量百分比的成分：C 0.78～0.85％、Si 0.45～0.60％、Mn 0.20～0.40％、Cr 0.85～1.15％、V 0.08～0.16％，Mo≤0.1％、Ni≤0.1，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的凿岩用H22及H25钎杆中空钢，其特征在于：按照质量百分比计算，C为0.83％，Cr为1.00％、V为0.12％。
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