1、非開挖地質(zhì)鉆桿的淬火方式對其性能的影響張雙關(guān)摘要：本文通過對鉆桿的兩種不同的淬火方式和這兩種不同淬火方式下經(jīng)高溫回火調(diào)質(zhì)后，對鉆桿兩端部位的硬度檢測及金相組織的比較，研究提出了淬火方式的選擇對力學(xué)性能的影響，采用了橫式淬火的淬火方法，解決了鉆桿因豎式淬火而造成的鉆桿兩端硬度不均勻的問題，滿足了客戶的要求和鉆桿在使用過程中所需的力學(xué)性能要求。關(guān)鍵詞：鉆桿；淬火方式；硬度；力學(xué)性能。一、鉆桿的工作環(huán)境與失效分析1、鉆桿的工作環(huán)境分析鉆桿是連接鉆機(jī)與鉆頭的重要構(gòu)件，在地質(zhì)鉆探或其它非地質(zhì)鉆探過程中，鉆頭若想在地層中順利地進(jìn)行鉆探，包括深度的加深、改變鉆探的方向等，都必須依靠鉆桿將鉆機(jī)施予的力傳遞給鉆

2、頭；對于鉆機(jī)來說，它也要通過鉆桿的旋轉(zhuǎn)和拉動將轉(zhuǎn)矩和軸向壓力傳遞給鉆頭，從而才能帶動鉆頭，達(dá)到對地層進(jìn)行鉆探的目的。因此，在整個鉆探過程中，鉆桿要承受巨大的彎曲、扭轉(zhuǎn)及沖擊力的作用。2、鉆桿的失效分析由鉆桿的工作環(huán)境及受力情況分析，鉆桿的主要失效形式有斷裂、塑性變形（如彎曲）、絲扣嚴(yán)重磨損等。其中以斷裂這種失效形式最為嚴(yán)重。這種失效形式表現(xiàn)為當(dāng)鉆桿頭部的軸肩處承受較大的扭轉(zhuǎn)作用及沖擊力作用時，鉆桿便會在此處發(fā)生斷裂。斷裂發(fā)生后，三牙鉆頭由于和外界失去了連接，只能留在地層而無法取出，而三牙鉆頭的造價又相當(dāng)昂貴，這樣就會給客戶帶來相當(dāng)大的損失。 出現(xiàn)斷裂的原因往往是由于鉆桿頭部軸肩處與管體相連接的

3、地方硬度較高，塑性和韌性較差。通過金相組織的分析，這一部分的回火索氏體組織（淬火+高溫回火得到的組織）的晶粒度等級通常不在要求的等級范圍之間，這種情況的產(chǎn)生與淬火過程有著極大的聯(lián)系。除斷裂外，還有就是彎曲。即鉆桿的桿體部分發(fā)生塑性變形。當(dāng)管體彎曲的弧度較大，超過管體的彈性極限時，管體則發(fā)生塑性變形。鉆桿發(fā)生塑性變形對客戶的影響較小，沒有斷裂產(chǎn)生的影響嚴(yán)重，只需要經(jīng)過校直，即可以使鉆桿恢復(fù)，然后再次重新投入使用，之所以會發(fā)生塑性變形，這也跟鉆桿的淬火調(diào)質(zhì)處理有著密切的關(guān)系。若調(diào)質(zhì)的鉆桿硬度較低，組織中回火索氏體組織較少或索氏體晶粒較為粗大，層片間距較大，則鉆桿的塑性，韌性就差，那么出現(xiàn)彎曲也就在

4、所難免了。鉆桿絲扣的磨損現(xiàn)象是與絲扣的表面硬度有關(guān)，這與產(chǎn)品在鍍鉻處理過程中的質(zhì)量有關(guān)，與調(diào)質(zhì)處理無關(guān)，在此不再作進(jìn)一步分析。二、鉆桿的性能要求非開挖地質(zhì)鉆桿在工作過程中主要受到鉆機(jī)方向傳來的扭轉(zhuǎn)作用和沖擊作用，在鉆頭改變鉆探方向時，鉆桿的管體要受到彎曲的作用。所以，這時我們就要要求鉆桿既要有足夠高的強(qiáng)度用來抵抗扭轉(zhuǎn)和沖擊作用，而不使鉆桿發(fā)生斷裂；又要有足夠高的塑性和韌性用來滿足在鉆頭變向時而不使管體發(fā)生彎曲變形。所以，鉆桿的熱處理方式要采用調(diào)質(zhì)熱處理。目前，對鉆桿的性能要求主要是對硬度方面的要求，因?yàn)樵谕ǔＧ闆r下，鉆桿硬度在3035hrc之間時的力學(xué)性能即可滿足鉆桿在使用時的性能要求。但是也

5、有公司提出了具體的力學(xué)性能要求。如提出api鉆桿管體鋼級為s135的：931mpas1138mpab1000mpaakv54%鉆桿接頭：s827 mpab965mpaakv54%但是總的來說，調(diào)質(zhì)后的鉆桿，從理論上講已經(jīng)完全可以達(dá)到上面所要求的力學(xué)性能，至于實(shí)踐中的具體結(jié)果是否和理論上的一致，要取決于生產(chǎn)過程中的控制了。三、鉆桿常用材料及其性能分析我們企業(yè)鉆桿常加工的材料主要有兩種：42crmo和30crmnsi材料42crmo和30crmnsi的化學(xué)成分分析1、42crmo的化學(xué)成分分析材料42crmo的含碳量為0.380.45%,屬于亞共析鋼，同時0.25%c0.60%,是典型的中碳鋼。0

6、.90%cr1.20%,鉻元素的加入可以提高鋼的淬透性，但同時卻增加了鋼回火脆性的敏感性。0.15%mo0.25%,屬于微量元素，鉬元素的加入也可以提高鋼的淬透性，但它的加入則可以明顯的降低鋼的回火脆性的敏感性。2、30crmnsi的化學(xué)成分分析材料30crmnsi的含碳量為0.270.34%,同樣是在亞共析鋼范圍內(nèi)的低中碳鋼，其合金元素的含量3%，屬于低中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼。其中0.80%cr1.10%，鉻元素的加入是為了提高鋼的淬透性，淬火后可獲得更多的馬氏體組織，和鉻元素的作用一樣，錳元素和硅元素的加入也是為了提高鋼的淬透性的能力。其中0.80%mn1.10%，0.90%si1.20%，但是

7、crmnsi三個元素復(fù)合加入時，則明顯提高鋼的回火脆性。由此可知，材料30crmnsi是有回火脆性的低中碳低合金鋼，且淬透性較好。材料42crmo和30crmnsi的在淬火后不同溫度下回火的力學(xué)性能曲線如圖1-1和1-2所示，淬透性曲線如圖1-3和1-4所示。圖1-1 42crmo鋼在淬火后不同溫度下回火的力學(xué)性能曲線圖1-2 30crmnsi鋼在淬火后不同溫度下回火的力學(xué)性能曲線圖1-3 42crmo淬透性曲線圖1-4 30crmnsi淬透性曲線四、鉆桿的加工工藝流程本文所論述的鉆桿是用于非地質(zhì)開挖場合，所以，其加工工藝會有所區(qū)別。如下圖為非地質(zhì)開挖鉆桿的加工工藝流程：下料鐓頭機(jī)加工1調(diào)質(zhì)檢

8、測校直機(jī)加工2鍍鉻涂漆包裝1、下料從無縫鋼管上截取等長的單個管體。這里的無縫鋼管是由圓柱形鋼材通過熱擠壓之后形成的。2、鐓頭由于鉆桿兩頭在工作過程中是接觸部分，所以，要對鉆桿兩頭進(jìn)行鐓頭加厚處理。即采用中頻爐將管子頭部加熱，然后采用熱擠壓的方法，將一些鋼材加到管子上去。即稱為鐓頭3、機(jī)加工一緊隨鐓頭之后的一道工序，是指將管體兩頭進(jìn)行粗加工，如下圖所示為粗加工完成后的鉆桿。4、調(diào)質(zhì)熱處理工序，用于改善鉆桿整體力學(xué)性能，使其具有較強(qiáng)的硬度和良好的塑性、韌性。5、檢測即對調(diào)質(zhì)處理后的鉆桿進(jìn)行力學(xué)性能檢測，主要為硬度檢測。檢測設(shè)備為洛氏硬度計。6、校直由于鉆桿在淬火過程中的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力的作用，調(diào)質(zhì)

9、處理后的鉆桿會產(chǎn)生變形，通過校直使其恢復(fù)。7、機(jī)加工二即在鉆桿兩頭分別車出外螺紋和內(nèi)螺紋，用于連接。8、鍍鉻為了增加螺紋表面的耐磨性，即在內(nèi)外螺紋處電鍍鉻元素，以增加螺紋表面的硬度。9、涂漆機(jī)加工完成后的鉆桿，要進(jìn)行涂漆處理，目的是為了防止鉆桿管體生銹，另外也為了產(chǎn)品的美觀。10、包裝上述9道工序即完成了鉆桿加工，剩下的就是包裝了，將鉆桿包裝成捆，交給客戶，完成交易。五、鉆桿加熱設(shè)備及冷卻劑概述1、鉆桿加熱設(shè)備概述無錫長江熱處理廠所采用的加熱設(shè)備為普通的臺車式電阻爐。優(yōu)點(diǎn)是價格低廉，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)量大等；缺點(diǎn)是容易使工件氧化脫碳，爐溫不均勻，密封性也差等。臺車式電阻爐的電熱絲主要分布在爐子的

10、兩個側(cè)墻上的擱磚上和臺車爐板的下面。為了使?fàn)t溫盡量均勻，故在爐子的上方安裝了風(fēng)機(jī)；為了減小由于爐子密封性不好造成的氧化脫碳現(xiàn)象，在爐門口的兩側(cè)和臺車的兩側(cè)添封耐熱石棉。2、冷卻劑概述無錫長江熱處理廠所采用的淬火介質(zhì)為32號機(jī)械油，閃點(diǎn)為180200，燃點(diǎn)為220。其性能是流動性較差，冷卻能力低，但是卻降低了工件在淬火過程中開裂的傾向，而且因?yàn)槠溟W點(diǎn)比其他的淬火油高，所以在淬火過程中不易產(chǎn)生起火的危險，同時，它又具有價格便宜的優(yōu)點(diǎn)。六、鉆桿調(diào)質(zhì)工藝的選擇及優(yōu)化1、鉆桿調(diào)質(zhì)工藝的選擇由本文中鉆桿的常用材料及其性能分析可知，用于制造鉆桿的材料為中碳低合金鋼，所以在淬火時，一般都為高溫油淬。在此理論基

11、礎(chǔ)上，我進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)材料：42crmo和30crmnsi的環(huán)形試樣各一只，直徑為73mm,壁厚為8mm。實(shí)驗(yàn)記錄如下：淬火溫度為860加熱設(shè)備為100%nacl鹽浴爐,最高使用溫度950保溫時間5min淬火介質(zhì)為32#機(jī)械油硬度檢測范圍為:45hrc46.5hrc檢測設(shè)備為洛氏硬度機(jī)回火溫度為550加熱設(shè)備為臺車式電阻爐(放在別的工件上帶回火)保溫時間為5h硬度檢測范圍為30.5hrc33hrc檢測設(shè)備為洛氏硬度機(jī)2、鉆桿調(diào)質(zhì)工藝的優(yōu)化由上述實(shí)驗(yàn)可知,材料42crmo和30crmnsi都可用同一種工藝達(dá)到客戶所要求的硬度范圍之內(nèi)(3035hrc)。所以，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情

12、況便可對工藝進(jìn)行優(yōu)化。由于鉆桿要進(jìn)行批量生產(chǎn)，而且每批鉆桿淬火的相隔時間較短，每爐的裝爐量又較大，所以容易出現(xiàn)油溫過高的問題，這樣就不僅會造成鉆桿淬火后的硬度沒有理論結(jié)果的好，而且油溫過高更容易使淬火油發(fā)生起火的危險；再考慮到無錫長江熱處理廠的加熱設(shè)備較落后，易使工件發(fā)生氧化脫碳現(xiàn)象，加熱效果較差，淬火油的流動性較差等現(xiàn)有的生產(chǎn)狀況，實(shí)驗(yàn)中的淬火溫度已不能達(dá)到預(yù)想的結(jié)果。據(jù)此制定如下工藝以待檢驗(yàn)：1.5h880h油冷空冷5h550經(jīng)實(shí)踐反復(fù)證明，經(jīng)上述工藝加工完成后的鉆桿，通過硬度檢測，驗(yàn)證此工藝完全滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。檢測結(jié)果記錄：爐號淬火后硬度回火后硬度cj/t1001h42.845.6h

13、rc30.134.2hrccj/t1002h42.546.5hrc30.334.8hrccj/t1003h43.145.9hrc30.633.9hrccj/t1004h42.746.3hrc30.035.0hrccj/t1005h42.445.3hrc30.234.0hrc檢測位置如下圖所示這樣確定鉆桿的調(diào)質(zhì)工藝為：1.5h880h油冷空冷5h550鉆桿調(diào)質(zhì)工藝卡片：某鉆探工具廠熱處理工藝卡標(biāo)記工件名稱鉆桿工件編號000481產(chǎn)品型號（工件草圖）材料及牌號30crmnsi化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%處理要求處理前之要求外形尺寸73×8×309030-35hrc工件重量46kg每車

14、件數(shù)24件工件送來部門工件送往部門處理前狀態(tài)正火工序號工序設(shè)備型號名稱加熱冷卻同時裝爐數(shù)量工序之要求工人等級工時定額溫度/加熱時間/h保溫時間/h冷卻劑溫度時間方式基本工時/min輔助工時/min每件工時/min001淬火rt2-240-98800.51.532#機(jī)油5010min24中級002回火rt2-65-95500.56空冷80中級003校直yw41-63高級編制001校對001審核000七、鉆桿采用豎式淬火時的工裝夾具1、鉆桿淬火時的工裝夾具鉆桿屬于長軸類管體工件，所以在豎式淬火時，若鉆桿的兩頭不進(jìn)行密封處理，則會出現(xiàn)噴火現(xiàn)象，即沸騰的淬火油從上端的管孔冒出，并且會燃燒，沖出很高。有

15、時會發(fā)生引燃廠房頂部的危險；不僅如此，若鉆桿兩頭都不密封，行車也無法進(jìn)行起吊工件。所以至少要對鉆桿的一頭密封。這里我們采用的是鉤掛件（如下圖所示）。既能完成密封，鉆桿在淬火時不會發(fā)生危險，又能為行車起吊工件提供便利。2、鉆桿進(jìn)爐時的工裝夾具解決好鉆桿淬火時的工裝夾具，那么怎樣才能完成裝爐工作呢？待加工的鉆桿，當(dāng)一頭焊接好鉤掛件后，另一頭也需要一個類似鉤掛件的工具，以方便行車吊裝時鏈條鉤掛。為此，我們采用下圖所示的鉤掛工具 這樣，在進(jìn)爐時，我們只需要將放在最下面一層的鉆桿擺放好，插入鉤掛件，然后疊加放置鉆桿，行車就可以吊裝進(jìn)爐，整齊的擺放在臺車板上，便完成裝爐的工作了。八、鉆桿采用橫式淬火時的工

16、裝夾具1、鉆桿采用橫式淬火時的吊具要使鉆桿在淬火時橫著放置進(jìn)入冷卻介質(zhì)，必須有一個支架能夠用來支撐鉆桿。仔細(xì)研究工件的特點(diǎn)，不難發(fā)現(xiàn)鉆桿若橫著放在支架上，行車在起吊時，有可能會從支架上滑落下來。所以，我們要求支架在起吊后支架上的鏟腳能夠向上傾斜一定的角度，由此，我設(shè)計制作出了下圖所示的吊具： （1）吊環(huán)：用于鉤掛行車和起吊，且吊環(huán)的位置應(yīng)當(dāng)比整個支架的重心線往前偏出80mm（如上圖），這樣才能保證行車起吊后支架上的鏟腳能夠往上傾斜一定的角度，鉆桿才能平穩(wěn)的起吊而不至于滑落下來。（2）加強(qiáng)臂：增加吊架的強(qiáng)度，保證吊架可長期、連續(xù)使用。（3）鏟腳：用于支承鉆桿。另外，還要有吊架的輔助工具。因?yàn)樵趯?shí)

17、際的操作過程中，當(dāng)行車起吊時，吊架會隨行車的走動而發(fā)生擺動，這時，鏟腳便不能保持平穩(wěn)。所以，要有一個輔助工具來對吊架的平穩(wěn)性進(jìn)行協(xié)調(diào)。下圖即為吊架的輔助工具2、鉆桿在橫式淬火時進(jìn)爐的工裝夾具由于要采用橫淬，而且吊架帶有鏟腳。那么，每層鉆桿之間要留有間隙，以方便鏟腳的插入。在這里我們采用每層鉆桿下方墊方管的方法，將鉆桿進(jìn)行隔離。方管示意圖如下：鉆桿雖然以分層的方式擺放好，但還是不能進(jìn)爐，因?yàn)樾熊嚐o法對鉆桿鉤掛。只有將分層擺放好的鉆桿放在一個可以用行車起吊的吊架上即可進(jìn)行裝爐。吊架如下圖所示： 有了上述的工裝夾具，鉆桿才能進(jìn)爐、淬火，順利地完成操作。九、兩種不同淬火方式下的鉆桿質(zhì)量對比1、兩種不同

18、淬火方式下的鉆桿金相組織的比較在豎式淬火過程操作中，鉆桿進(jìn)入冷卻介質(zhì)時是由行車吊著一頭先進(jìn)入，另一頭后進(jìn)入油槽，兩頭進(jìn)入介質(zhì)時存在時間差，這樣兩頭進(jìn)入冷卻介質(zhì)時的溫度是完全不一樣的。根據(jù)紅外線測溫儀的數(shù)據(jù)顯示，先進(jìn)的一頭在進(jìn)入介質(zhì)之前的溫度表明其并沒有發(fā)生珠光體型轉(zhuǎn)變，所以，在淬火后經(jīng)高溫回火調(diào)質(zhì)后的鉆桿組織為回火索氏體+殘留奧氏體+合金碳化物，且回火索氏體的晶粒度6級，所占的比例較多；而后進(jìn)的一頭在進(jìn)入介質(zhì)之前的溫度表明其已經(jīng)開始發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，這樣再通過調(diào)質(zhì)后的鉆桿組織為回火索氏體+珠光體+殘留奧氏體+合金碳化物，其中回火索氏體的晶粒度6級，但是所占的比例較少。但客戶要求得到的組織中不允許

19、有珠光體存在，那么豎式淬火已經(jīng)不能滿足客戶的要求了。如果采用橫式淬火方法，則不會出現(xiàn)上述問題。原因是，鉆桿淬火時是橫著進(jìn)入淬火介質(zhì)的，即鉆桿的兩頭進(jìn)入冷卻介質(zhì)時不存在時間上的差別，那么進(jìn)入介質(zhì)時的溫度也基本上是一致的。所以鉆桿的兩頭都沒有發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，調(diào)質(zhì)出來的鉆桿組織均為回火索氏體+殘留奧氏體+合金碳化物，且回火索氏體的晶粒度6級，所占的比例較多。上述組織完全滿足了客戶的要求。2、兩種不同淬火方式下的鉆桿硬度方面的比較豎式淬火過程中，鉆桿的淬火要用行車吊著進(jìn)入冷卻劑，鉆桿兩頭的淬火存在時間的差別，很明顯先進(jìn)入的一頭由于溫度較高，在臨界溫度線以上，淬火后得到的組織基本上是馬氏體組織+合金碳化

20、物；而后進(jìn)入的一頭在進(jìn)入淬火介質(zhì)時已經(jīng)有珠光體轉(zhuǎn)變，所以淬火得到的組織除了馬氏體組織+合金碳化物以外，還有少量的珠光體組織。不僅如此，鉆桿在裝爐時是采用了一頭焊接鉤掛件，而且，要放在靠近爐門口的爐底板上，以便淬火時的出爐。這樣一來，焊有鉤掛件的一頭是最先出爐，但進(jìn)入冷卻介質(zhì)時卻是最后才進(jìn)入的，所以等到它進(jìn)入冷卻劑時，它的溫度已經(jīng)在臨界轉(zhuǎn)變溫度線以下了，也就是說已經(jīng)發(fā)生了珠光體轉(zhuǎn)變，淬火得到的組織中有珠光體，馬氏體組織也就相對少了許多。也就是這些原因造成了鉆桿先進(jìn)入冷卻劑的一頭的硬度比后進(jìn)入的一頭的硬度高。那么再經(jīng)高溫回火調(diào)質(zhì)出的鉆桿的兩頭的硬度也就出現(xiàn)了一頭硬一頭軟的現(xiàn)象，通常情況下，軟的一頭

21、的硬度也沒有在所要求的硬度范圍之內(nèi)（hrc3035）。但是，如果采用橫式淬火的方法，上面所出現(xiàn)的問題便可迎刃而解。在橫式淬火過程中，由于鉆桿是通過吊架的鏟腳水平放置進(jìn)入冷卻介質(zhì)的，那么鉆桿的兩頭應(yīng)是同時進(jìn)入冷卻介質(zhì)中的。當(dāng)然也就不會存在時間差和溫度差，所以，最后鉆桿兩頭所得到的組織應(yīng)基本上保持一樣的，那么硬度也就一樣了。這樣再經(jīng)高溫回火調(diào)質(zhì)出的鉆桿兩頭的硬度值也就非常均勻了。3、兩種不同淬火方式下的鉆桿的力學(xué)性能的比較（1）豎式淬火過程中的各種不利因素造成了鉆桿兩頭組織不一樣，硬度不一樣，所以力學(xué)性能也就不一樣了。如下表所示，先進(jìn)入冷卻介質(zhì)的一頭的力學(xué)性能明顯優(yōu)于后進(jìn)入冷卻介質(zhì)的一頭：鉆桿位置

22、抗拉強(qiáng)度（mpa）屈服強(qiáng)度（mpa）攻口（后進(jìn)）954b987876s972母口（先進(jìn)）1020b1245945s1148（2）橫式淬火過程避免了豎式淬火過程中的各種不利因素，基本上保證了鉆桿兩頭的組織一致性，硬度一致性，所以，在力學(xué)性能方面也就能保證一致了。如下表所示：鉆桿位置抗拉強(qiáng)度（mpa）屈服強(qiáng)度（mpa）攻口b1050950s1139母口b1080964s11584、兩種不同淬火方式下的鉆桿變形方面的比較在淬火過程中，油槽中的冷卻液要不停的翻動，以保證工件帶來的熱量盡快的散發(fā)出去，而不致使油溫過高產(chǎn)生危險。但是冷卻介質(zhì)的流動也往往會給淬火工件帶來嚴(yán)重的變形。在鉆桿的豎式淬火過程中，油

23、槽中的介質(zhì)是左右方向流動的，而工件的入油方向則是上下方向移動的。而淬火本身就因熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的作用會使工件發(fā)生變形，再加上淬火介質(zhì)的流動方向互相垂直，油的左右方向的流動力會增加鉆桿的變形，所以，在豎式淬火過程中的鉆桿的變形量是相當(dāng)大的。變形量過大所帶來的后果就是，在校直時會給工人師傅帶來一定的難度和巨大的工作量，這樣不僅需要消耗掉許多工時，而且還增加了由校直帶來的新的內(nèi)應(yīng)力。但是，如果是橫式淬火，鉆桿水平放置在油槽中，油在鉆桿里的油可以自由地流通，鉆桿除了自身的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力外，油槽里的油的流動不會再給鉆桿帶來新的外力，所以產(chǎn)生的變形量較小，那么在校直時就方便了許多。綜上所述，鉆桿的淬火方

24、式對鉆桿的調(diào)質(zhì)后的質(zhì)量有著巨大的影響，在不能改變企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的情況下，選擇優(yōu)良的淬火方式對企業(yè)的生存和發(fā)展是至關(guān)重要的。十、兩種不同淬火方式的生產(chǎn)效率的對比采用豎式淬火的方法，鉆桿不能馬上進(jìn)爐，首先要進(jìn)行的是封頭處理，焊接鉤掛件。然后才能用行車吊裝進(jìn)爐。在淬火時，必須要有五個人才能完成淬火工作。一個人負(fù)責(zé)開行車，一個人負(fù)責(zé)釣鉤鉆桿，一個人負(fù)責(zé)開爐門和抬鉆桿，一個人負(fù)責(zé)將鉆桿從爐中拉出來，最后一個人負(fù)責(zé)抬鉆桿。而且，只能一根一根地淬火，每次淬火時，還要不停的開爐門和關(guān)爐門。每爐淬火所需要的時間為三十分鐘。所以，每個生產(chǎn)班組在八個小時的工作時間里最多只能完成兩爐鉆桿的淬火。每爐27根，共54根

25、。而我們客戶每天所需要的量為七十根左右，可見，豎式淬火的工作效率相當(dāng)?shù)?。若采用橫式淬火，鉆桿不用做封頭處理即可進(jìn)行裝爐。將鉆桿分層放在方管上，一層并排擺放四根方管，鉆桿和方管互相垂直，然后，每層可以放8根鉆桿，最后，將三層鉆桿放在一個吊架上進(jìn)爐。鉆桿在淬火時，用裝有鏟腳的吊架分層淬火，即將鏟腳鏟入每層鉆桿之間的縫隙中，然后吊起進(jìn)入淬火介質(zhì)。這個淬火過程只需要三個人便可以完成。一個人負(fù)責(zé)開行車，一個人負(fù)責(zé)開爐門，一個人負(fù)責(zé)穩(wěn)定鏟腳。而且每次淬火即可以一次性對八根鉆桿完成淬火，每爐淬火的時間只需十分鐘左右，每個班組八個小時的工作時間里可完成三爐鉆桿的淬火，共72根鉆桿，滿足了客戶的要求。相比豎式淬

26、火的方法，工作效率提高了33.3%。十一、兩種不同淬火方式的生產(chǎn)勞動強(qiáng)度對比鉆桿采用豎式淬火時，從裝爐到淬火完成都需要很大的人力，在焊接鉤掛件時，電焊師傅的工作量是相當(dāng)大的，有時候要蹲在地上一天，才能把工件焊接完畢。在裝爐時，鉆桿要擺放整齊，需要工人師傅一根一根地擺放好，然后才能吊裝進(jìn)爐。在淬火時，需要工人師傅把鉆桿一根一根從爐里拉出來，然后還要一根一根地抬著走到油槽旁，用行車吊起進(jìn)油。尤其在夏天，天氣炎熱，這樣的工作強(qiáng)度只會讓人感覺天氣更加悶熱。鉆桿采用橫式淬火時，首先電焊師傅不再對鉆桿焊接掛鉤件，在裝爐時，師傅只需要將鉆桿用行車吊裝放在擺好的方管上，擺放整齊后用行車吊著進(jìn)爐；淬火時，也只需

27、用行車進(jìn)行吊裝。所以整個工作過程只需要行車進(jìn)行完成，對工人師傅而言，勞動強(qiáng)度減輕了很多。十二、兩種不同淬火方式的生產(chǎn)成本對比鉆桿采用豎式淬火的生產(chǎn)方式，對人力，物力和能源的需求都很大，從人力方面來說，不管是進(jìn)爐前的準(zhǔn)備工作，還是進(jìn)爐及淬火都需要投入大量的人力與勞動力，那么廠家就需要投入相應(yīng)多的資金來償付工人勞動報酬，從物力方面來說，焊接輔助工具鉤掛件所用的焊條耗費(fèi)量也很大；不僅如此，調(diào)質(zhì)后的鉆桿還要用氧氣把鉤掛件從鉆桿上燒下來，也要消耗資金和人力。從能源上來說，淬火時，每次開爐門都帶來能源的損耗，降低了能源的利用率。鉆桿采用橫式淬火的生產(chǎn)方式，在人力，物力和能源方面的需求要明顯比采用豎式淬火的

28、生產(chǎn)方式低，首先不需要大量的人力，少數(shù)幾個人就可以完成多數(shù)人（豎式淬火的生產(chǎn)方式）的工作量，其次，此生產(chǎn)過程中不需要消耗焊條及氧氣，在物力上就節(jié)省了。再次，因?yàn)樵诖慊饡r開爐門的次數(shù)減少了，所以對能源的利用率也大大提高。生產(chǎn)成本自然也就降下來了。十三、結(jié)論 通過優(yōu)化熱處理工藝，改進(jìn)熱處理工裝和淬火操作方式可以有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高企業(yè)效益。參考文獻(xiàn)1、熱處理手冊第三版全冊，機(jī)械工業(yè)出版社。熱處理手冊編委會 編 2001.82、熱處理工程師手冊第二版，機(jī)械工業(yè)出版社。樊東黎等 編 2004.93、熱處理及工程材料 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 徐年寶 主編 2005.114、熱處理工藝全書 山西人民出版社 謝紹自 主編 2005.105、世界鋼號手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 林慧國 主編 1990.96、熱處理實(shí)用數(shù)據(jù)速查手冊機(jī)械工業(yè)出版社 葉衛(wèi)平等 編 2005.6畢業(yè)設(shè)計小結(jié)轉(zhuǎn)眼間，為期兩個多月的畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲?；仡欉@兩個多月的設(shè)計過程，感慨萬千。吃了許多苦，做了許多事，雖然每