本發明提供了一種錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼及其制備方法，屬于釬頭殼體材料技術領域。按照重量份計，它由以下組分組成：Fe、C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Cu、Mo、W、V和Ti。其中，各組分的含量為：C:0.27～0.34wt％，Si:0.20～0.37wt％，Mn:0.45～0.55wt％，P:≤0.025wt％，S:≤0.007wt％，Cr:1.10～1.30wt％，Ni:0.9～1.2wt％，Cu:0.07～1.00wt％，Mo:0.20～0.25wt％，W:≤0.010wt％，V:0.10～0.20wt％，Ti:0～0.010wt％。本發明在牌號35CrMoV合金鋼的化學成分的基礎上，突破性的增加Ni和Cu的用量，并調節其他元素的成分。在適當降低碳當量的基礎上，還使產品的力學性能尤其是塑性得到了大幅提升，并提高了焊接性能。

技術領域

本發明屬于釬頭殼體材料技術領域，涉及一種錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼及其制備方法。

背景技術

錐孔球齒釬頭是替代一字釬頭和十字釬頭的風動鑿巖用產品，由硬質合金柱齒鑲嵌在釬頭殼體上組成的。錐孔球齒釬頭具有鉆鑿速度快，效率高的特點；國外基本上已經采用球齒釬頭替代一字或十字釬頭。由于錐孔球齒釬頭在鉆鑿過程中接觸并破碎巖體,受到巨大的沖擊載荷和磨料磨損,使用條件極為苛刻,所以對錐孔球齒釬頭殼體材料的要求也比較特殊：在熱處理狀態下材料具有較高的塑性、韌性和硬度；材料要有高的疲勞強度和耐磨性；還要求熱處理工藝簡單、成本低廉。市場上主要采用35CrMoA制作錐孔球齒釬頭殼體，這種合金鋼價格較為低廉，然而其塑性低，焊接性差，耐磨性較低，導致總體釬頭壽命有限。雖然也有研究提出采用45CrNiMoVA制作錐孔球齒釬頭殼體，然而這種合金生產工藝復雜，價格高，因此綜合成本較高。綜上，錐孔球齒釬頭殼體的材料限制了錐孔球齒釬頭在國內市場的普及度。而近年來研究主要集中于硬質合金柱齒用合金鋼，如中國發明[CN201010195748.3]一種適于焊接加工的球齒釬頭用硬質合金。此外，由于錐孔球齒釬頭殼體材料需采用棒材，而棒材對合金鋼的塑性要求更高，進一步限制了錐孔球齒釬頭的推廣應用。因此，性能優異價格低廉的錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼。

本發明的另一目的是針對上述問題，提供一種錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：

一種錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼，按重量份計，由以下成分組成：

在上述的錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼中，所述合金鋼中的Cu的原料為納米銅，粒徑大小為25～50nm。

在上述的錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼中，按重量份計，所述合金鋼中的Ni的含量為1.0～1.2。

在上述的錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼中，按重量份計，所述合金鋼中的Ti的含量為0.002～0.010。

在上述的錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼中，該錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼中氧含量為0.0009～0.0015。

一種錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼的制備方法，制備步驟如下：

S1冶煉工藝：按組成原料重量份進行合金化冶煉，得到鋼水，通過連鑄工藝，將鋼水鑄成連鑄坯，

S2軋制工藝：在1200～1250℃條件下將連鑄坯保溫2～3h，保溫完成后進行粗軋，粗軋完成后進行中軋，中軋完成后進行熱處理，熱處理完成后進行精軋，精軋完成后再次進行熱處理，S3減定徑、測徑探傷、水冷、倍齒分段、冷床冷卻、剪切定尺得到錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼。

在上述的錐孔球齒釬頭殼體用合金鋼的制備方法中，在步驟S1中，合金化冶煉的步驟為，