釺杆

釺杆

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釺杆是井巷工程連接鑽頭和鑿岩的機具。礦山井巷工程一般使用的釺杆為六角中空鋼和中空園鋼,六角中空鋼的內切園直徑為22mm和25mm,中空園鋼的外徑為32mm和38mm,鋼釺有成品鋼釺和鍛制鋼釺,成品釺是按一定的長度鍛制好後直安裝上釺頭鑿眼,鍛制鋼釺是根據需要將中空六角鋼剪切,再用鍛釺機鍛制釺尾和釺首,然後裝上釺頭鑿眼。

目錄

基本信息

中文名； 釺杆

外文名； Drill rod

直徑； 22mm-25mm

應用； 井巷工程

作用； 連接鑽頭和鑿岩機具

外徑； 32mm-38mm

簡介

我國釺鋼的大量生產己有近50多年的歷史，而現代化釺具的生產也經歷了近40年的發展。我國釺鋼消耗量占世界各國首位，近年來穩定在10萬噸/年左右。目前我國不僅有年產四萬多噸的釺具生產大廠，也有近兩百多家分布於全國各地的釺具生產小廠。產品適應了全國現代化經濟的發展， 除少數品種仍需進口外， 基本滿足了國內生產建設的需要。從釺具廠的生產工藝和技術裝備來說，有不少廠自行研製了一些釺具生產專用設備和獨特的釺具生產工藝技術，也有部分廠吸收或引進了國外釺具生產的先進技術和設備。但也有不少釺具廠近似作坊式生產，工藝、技術和裝備相對落後，其產品在市場上銷售，良莠共存，質量、壽命差距很大，這是我國釺鋼消耗量大的一個主要原因，對國家資源也是一種浪費。

我國釺具生產中，釺杆占了很大的比例，按重量計，約占80%以上。而釺杆產品中，B22、B25 六角釺杆(俗稱小釺杆)占近90%的份額，而螺紋連接的接杆釺杆和鑽車釺杆，只占10%左右， 而且還有不少從國外進口(隨機或單獨進口)。

釺杆質量的好壞，取決於鋼種、熱處理制釺工藝、釺杆的結構設計、不同斷面之間的過渡，甚至過渡圓弧大小等諸多因素。其中釺杆的熱處理，在上述諸多因素中是造成釺杆壽命低或提前失效的主要原因。正確選擇釺杆熱處理工藝，將有效提高我國釺杆產品的質量和使用壽命、降低消耗，有利於社會綜合效益的提高 。

釺杆熱處理工藝選擇的原則

1 釺杆熱處理工藝選擇的基礎是鋼種釺具用鋼，伴隨着衝擊式鑿岩機械的發展，形成了各種系列和類別。在釺杆生產中，正確選擇了鋼種，才有可能選擇能充分發揮該鋼種優點的熱處理工藝，以保證釺杆的質量和壽命。鋼種不同，最佳的熱處理工藝也不同。

2 釺杆熱處理工藝選擇的依據是釺杆的基本要求和釺杆的失效分析釺杆的基本要求因品種而異，釺杆的失效原因，有釺杆結構設計不合理或制釺過程各加工工序的缺陷，還有使用時的失誤等等。

但熱處理工藝是否適當，熱處理時是否存在質量問題，是內在的、是本質的。要針對釺杆失效的最主要原因，排除了各種外在的因素以後，選擇保證內在質量的最佳熱處理工藝。

3 釺杆熱處理工藝選擇要遵循經濟性、合理性和可行性原則目前熱處理技術的發展，日新月異，除了常規的熱處理、感應加熱、化學熱處理、真空熱處理之外，還有高能束(激光、電子束等)熱處理、物理氣相沉積和化學氣相沉積、離子注入、噴塗等新的表面強化熱處理技術。釺杆是細長杆件，要進行整體處理有很大的局限性，往往一種熱處理工藝無法滿足釺杆各部位的基本要求，應選擇幾種熱處理工藝，分別對各部位進行處理。如何在眾多的熱處理技術中選擇適合於釺杆的各種基本要求的熱處理工藝，就要考慮經濟性、合理性和可行性。

4 選擇熱處理工藝的最終判據是釺杆實際使用壽命的提高程度

到目前為止，釺杆質量的高低最好的判定是進行實地礦山鑿岩試驗。在此之前，國內外不少公司和科研機構和高等院校，研製過釺杆室內壽命試驗台和壽命測試裝置，其試驗或檢測結果只能是相對性的或作為初步選擇制釺工藝或熱處理工藝的篩選手段。應該指出: 實地礦山鑿岩試驗數據往往也具有相對性，只有在同一地點、同一種機械、相同的操作水平， 數據經過統計處理才有比較可靠的對比性。礦山鑿岩試驗的高壽命結果，是熱處理工藝選擇的最重要依據。

摺疊編輯本段B22、B25六角釺杆的熱處理工藝選擇 1.B22、B25 六角釺杆的常用鋼種和基本要求B22、B25 六角釺杆包括錐形連接和整體釺杆。我國大部分釺杆用戶使用的是錐形連接釺杆。我國錐形連接釺杆用鋼，經過近40年的大量試驗、研究、生產和使用證明，55SiMnMo 鋼是獨具特色、符合我國資源的比較優秀的釺鋼鋼種。55SiMnMo 鋼屬貝氏體鋼，在正火狀態或熱軋狀態時(控軋控冷)杆體硬度在HRC35~38 時，具有高的彈性和疲勞強度， 金相組織是粒狀貝氏體或板條貝氏體(同屬上貝氏體)和富碳的殘留奧氏體。

55SiMnMo 鋼的正火組織(或熱軋狀態)與鋼的化學成分和冷卻速度有很大的關係。而正火狀態(或熱軋狀態)的杆體硬度也與鋼的化學成份和冷卻速度密切相關。金相組織中的殘留奧氏體量和是否出現針狀貝氏體或馬氏體或冷速太慢出現珠光體， 甚至鐵素體等對釺杆的壽命都有顯著的影響。當杆體硬度控制在HRC35~38 時，顯微組織中的貝氏體, 顯微硬度在HV420 左右，而高碳的殘餘奧氏體顯微硬度高達HV750 左右。實踐證明:在顯微組織中不出現馬氏體、下貝氏體和珠光體、鐵素體的情況下， 上貝氏體+殘餘奧氏體量在25%~35%的範圍，釺杆有高的鑿岩壽命。

2.B22、B25 六角釺杆的基本要求是:

(a)高的疲勞強度和良好的韌性配合。

(b)低的缺口敏感和低的疲勞裂紋擴展速率。

(c)杆體要有好的彈性、釺尾在鑿岩機活塞的衝擊下，不會堆頂和炸頂。

國內外大量的研究工作和實踐證明:B22 和B25 六角釺杆的鋼材是六角中空鋼，鋼材的表面狀態是熱軋狀態，在熱軋的表面狀態下要保證有高的疲勞強度，其最佳硬度是HB400 左右(HRC42 左右)。也恰好在這個硬度範圍，細長杆件的彈性最好。B22和B25 六角釺杆的釺尾，在工作時要受到鑿岩機活塞的高頻衝擊，所以對釺尾硬度有較嚴的要求,大量的研究和實踐證明，釺尾硬度HRC50~54 的範圍時， 釺尾不會出現堆頂和炸頂現象。

3.B22、B25 六角釺杆的工作條件和失效特點

國內的研究工作在八十年代初就已得出結論:B22 六角釺杆是在高頻衝擊下產生縱應力(拉-壓應力) 為主和腐蝕條件下工作的，其衝擊功率在60J 左右，衝擊頻率2000~3500 次/分，全應力為300 MPa，釺杆內孔通0.3~0.4 MPa 壓力的礦水進行排屑和除塵。在這樣的工作條件下，釺杆的正常失效是疲勞斷裂失效。當釺杆外表面存在缺陷(脫碳、夾雜、摺疊、碰傷缺口等)在高頻應力下， 一些缺陷造成應力集中，形成疲勞裂紋和擴展進而發生外疲勞斷裂。釺杆外表面不存在缺陷或經過表面強化(如拋丸、滾壓等)時，會產生內疲勞斷裂。內疲勞斷裂有兩種情況:

(a)表面無缺陷時，首先在高頻應力和礦水腐蝕的共同作用下，在內表面形成應力腐蝕點，應力腐蝕點隨着時間推移和應力及礦水腐蝕而加深，發展為腐蝕坑，腐蝕坑發展到一定深度後引起應力集中而擴展為疲勞源並發展為疲勞裂紋，裂紋擴展最終造成疲勞斷裂。我們觀察到腐蝕坑的深度在0.14~0.22 毫米時形成疲勞源和疲勞裂紋，隨後疲勞裂紋迅速擴展而造成釺杆的內疲勞斷裂。

(b)如果內表面存在缺陷時，在高頻應力和礦水腐蝕的共同作用下，缺陷處引起應力集中和腐蝕加深，很快形成疲勞源或疲勞裂紋，往往不存在疲勞源孕育期，很快造成釺杆疲勞斷裂 。

釺杆疲勞裂紋分布的研究

對斷裂後的B22 錐形釺杆， 釺肩前、杆體中部和錐體部位的內疲勞裂紋分布情況進行分析，釺杆在釺肩中部內疲勞斷裂。從分析結果可以看出:釺肩前的內疲勞裂紋比較粗、長、深，說明這個部位的應力值最大，但裂紋數量相對要少。錐體部位的裂紋、數量非常多，密度高，但比較淺、小，說明此處受到的反射應力頻率高，但應力值小，且觀察到應力波和反射應力波的疊加區， 造成疲勞裂紋增多的情況。釺肩和部分釺尾的內疲勞分布情況說明，熱擴水針孔的截面變化部位，由於出現應力集中而產生了裂紋;釺肩中部，若釺肩形狀設計不合理，出現喇叭口時，也因應力集中現象而出現粗大裂紋，造成釺肩中部的斷裂。

分析中還發現，釺肩設計合理的釺杆，釺肩中部內孔適當縮小， 但縮小的過渡區過於劇烈時也會出現粗大裂紋而在此處斷裂; 試驗中數支釺杆就是在此處斷裂。試驗還對杆體中部的內疲勞裂紋分布作了縱向剖視分析，從縱向剖面上可以看出; 杆體中部的內疲勞裂紋數量少，而且多是淺、小裂紋，說明其所受應力值小，反射波疊加也因距釺頭遠，反射波已經衰減而疊加現象減少， 所以杆體中部斷裂的機率低些。

釺杆外疲勞裂紋的分布。釺尾、釺肩前、杆體中部的外疲勞裂紋無明顯的規律性分布特徵。這些部位的外疲勞斷裂比較分散，往往與這些部位的外表面缺陷相聯繫。換言之，這些部位只要出現嚴重的外表面缺陷， 就會在這些嚴重缺陷部位產生外疲勞源， 並發展為疲勞裂紋且擴展而最終造成釺杆的外疲勞斷裂。錐體部位的斷裂，主要是外疲勞斷裂，為此專門作了錐體部位的外疲勞分布的研究。

鍛造錐體因幾何尺寸精度差，與車床加工的釺頭錐孔配合差，造成錐體的應力分布極不均勻，接觸不良的部位受力大，容易產生裂紋。

主要有:

(1)釺杆錐體插入深度不夠，在插入部與未插入部之間產生粗大外疲勞裂紋，容易造成錐體的中部斷裂。

(2)釺杆的錐體是腰鼓形，所以錐體端部和中部都有粗大裂紋。

(3)釺杆錐度較好，只在錐體端部出現粗大裂紋。此外，少量釺杆錐體的外表面都可以看到"桔皮狀"的粗糙情況，這是粗密疲勞裂紋造成的現象，與其錐體部位的疲勞裂紋一樣，應力頻率高，但應力值小。所以，錐體附近部位，如果沒有嚴重的外傷(卸釺頭時的嚴重敲擊)或外表面缺陷，一般不在這些部位斷裂。

在實際鑿岩作業中，還經常遇到釺尾炸頂和堆頂的情況，個別的在釺尾108 毫米處根部斷裂。釺尾108 毫米處斷裂主要與根部圓弧的大小密切相關， 根部圓弧大於4.5 毫米並稍加改進圓弧過渡，此處一般不會斷裂。

而釺尾炸頂和堆頂主要與釺尾熱處理硬度有關，若釺尾淬火、回火後硬度仍高於HRC57則容易出現炸頂，而硬度低於HRC49 常常會出現堆頂情況。

杆體的熱處理工藝

B22、B25 六角錐形釺杆的生產工序是:定尺下料→矯正→釺尾擴孔(有加熱擴孔、車床鑽擴孔，熱穿熱拔中空鋼的心孔比較圓時甚至不擴孔)→釺尾平頭倒角→墩釺肩→車錐體→釺尾淬火回火→矯直→防腐處理→包裝出廠。這種生產工序，杆體硬度取決於中空鋼的熱軋硬度，產品壽命波動性大。眾所周知，我國中空鋼生產廠，沒有一家採用控制軋制或軋後控制冷卻工藝。前面已經提及55SiMnMo 鋼對高溫加熱後的冷卻非常敏感，廠房內冬天和夏天的氣溫差別、冷床的大小和停留時間、生產節奏的快慢、風扇的擺放位置和遠近距離等等， 再加上55SiMnMo 鋼在標準範圍內的化學成分波動都對中空鋼的軋後硬度有很大影響。所以，要保證B22、B25六角釺杆的杆體質量和壽命，有必要對杆體進行熱處理。

B22、B25 六角釺杆保證其熱處理後達到HRC40 的工藝方法很多，有調質處理(淬火+高溫回火)、亞溫淬火+中低溫回火、正火處理、表面感應加熱淬火等等。從前面分析指出，要55SiMnMo 鋼得到上貝氏體+30%左右富碳殘留奧氏體的顯微組織， 只有正火處理或控制軋制或軋後控制冷卻處理才能保證上述組織，並能得到HRC40 左右的硬度。釺杆是細長杆件，正火處理彎曲度小，所以正火處理是保證杆體硬度最佳、最經濟合理的熱處理工藝。正火的方法很多，有中頻感應加熱正火、接觸加熱正火、井式爐加熱爐正火、箱式加熱爐正火等等。經過比較，只有中頻感應加熱正火，容易控制杆體硬度的均勻性。中頻感應設備一般是選擇l00kW 和2500Hz 的設備。

杆體中頻正火工藝是:880°±20℃， 隨後空冷或風冷(視環境溫度而定)，要注意杆體內外表面溫度均勻一致， 正火後硬度控制在HRC36-38，不宜超過HRC42。最佳正火金相組織是上貝氏體+殘留奧氏體， 要保證獲得這種組織往往要經常調整冷卻速度。

另外， 中頻正火處理工序放在釺杆生產流程中那道工序最合適?目前有兩種選擇，一種是在定尺下料矯直後進行，正火後再矯直進入以後工序。這種選擇的優點是產品矯直易進行，可在矯直機上矯直，矯直效率高。缺點是存在墩釺肩局部加熱後產生的加熱過度軟區沒有消除，且錐體車削加工硬度稍高，增加刀具消耗(一般正火硬度要略高於熱軋硬度)，且光潔度、精度稍差。另一種選擇是釺尾淬火回火前進行正火處理， 這可基本消除前

面熱加工造成的因局部加熱而產生的過渡軟區，缺點是在墩釺肩後正火，因釺肩的存在不易矯直、矯直效率低。所以，大批量生產往往選擇前一種:而小批量生產採用後一種。而後一種的產品的壽命和質量要高於前一種。

釺尾的熱處理工藝

釺尾的熱處理， 主要是保證釺尾在活塞的高頻衝擊下不堆頂、不炸頂。對55SiMnMo鋼來說， 釺尾硬度在HRC50-54 的範圍時，將能滿足上述要求。55SiMnMo 鋼的釺尾熱處理工藝是:870℃±20°。淬油，淬火加熱最好採用中頻感應圈加熱， 加熱長度70~80 毫米，淬火後硬度為HRC56-58。

釺尾回火工藝:320~340℃±10°。回火後硬度HRC52-54。該爐批的化學成分含碳量高(從質量保證書可以查到)宜採用溫度高限;含碳量低宜選擇溫度低限。或回火後檢查釺尾硬度若高出HRC54，要調高溫度重新回火。若回火後硬度低於HRC48，釺尾要正火後再重新淬火，回火溫度比原來要調低。釺尾回火，建議專用低溫鹽爐，局部回火，浸入鹽槽長度不宜超過錐體釺肩，以比淬火長度深10 毫米為宜。

錐體的熱處理問題

錐體的熱處理尚未引起國內釺具生產廠的重視，國內釺具生產廠幾乎沒有一家專門針對提高錐體的質量而進行熱處理的。目前我國B22、B25 六角錐形釺杆的錐體壽命，往往只有釺杆其他部位壽命的1/3。就連國內專業廠的現場鑿岩壽命標定和行業釺杆壽命試驗台檢測，在錐體斷裂時，是計算三次斷錐體平均壽命代表釺杆的壽命。

錐體先於杆體斷裂，有結構上的原因，也與高頻衝擊應力在錐體部位的傳播特點有關。錐體端部的截面比杆體小。錐體與釺頭相配合進行鑿岩時，距岩石最近，高頻衝擊應力波傳至岩石不進行破碎時，有一個等強度的反射波先回傳至錐體再傳回杆體，破碎岩石的應力和破碎後的反射波在錐體首先疊加，再傳回杆體時逐步衰減。由於應力波和反射波在杆體的傳播速度達5100 米/秒， 經計算機測試系統實測，每次衝擊應力波將產生15次反射波，再加上錐體與釺頭褲體相配後，成直角截面過渡，應力集中現象驟增。所以錐體所受應力(包括衝擊應力的反射應力)往往大於杆體中部的應力而且呈不對稱性。在實際鑿岩時，若鑿岩機推力不足或使用過鈍的釺頭，錐體斷裂的機會更大。另外，還有錐體與釺頭褲體配合不良，接觸面欠佳或插入深度不夠等等，更加劇了上述因素的破壞作用。因此，為了提高錐體的壽命，對錐體專門進行熱處理和強化處理是十分必要的。

螺紋釺杆的失效及對鋼種的要求

螺紋釺杆的失效大都在螺紋部位和過渡槽區域，破壞形式是疲勞斷裂。其中釺杆在螺紋和過渡槽斷裂占2/3， 杆體斷裂占1/3 左右。螺紋釺杆外疲勞斷裂占多數，而內疲勞斷裂占少數(內表面存在冶金缺陷的除外)。螺紋釺杆的失效機理主要是微動磨損和衝擊磨損而形成疲勞源，發展為疲勞裂紋，疲勞裂紋擴展導致釺杆最後斷裂。所以，螺紋釺杆應該具有以下性能:

(1) 高的耐磨性和高的韌性;

(2) 高的疲勞強度和足夠的剛性和彈性;

(3) 低的缺口敏感性和低的疲勞裂紋擴展速率;

(4) 要有一定的高溫硬度和抗高溫軟化性;

(5)要有高的防腐性能和抗腐蝕疲勞的能力。

目前所有鋼種中找不出一個能全面滿足這些要求的鋼種。即使在多種熱處理工藝配合下，有些性能仍然無法滿足。對各國螺紋釺杆的綜合考察分析可知，目前只有低碳高強度合金鋼，經螺紋成型加工後進行整體滲碳處理，空冷(或控冷)後兩端螺紋及過渡槽進行淬火和低溫回火，內孔和外表面進行噴砂或噴丸後進行防腐處理能獲得較高較穩定的壽命。

螺紋釺杆的鋼種選擇

從資料中所列的螺紋釺杆用鋼，只有20 ~25CrNi3Mo 鋼和24 ~27SiMnNi2CrMo 鋼比較適合作螺紋釺杆。20~25CrNi3Mo 鋼是國內外公認的最適合於螺紋釺杆的首選鋼種，它具有高的強度和高的韌性，低的缺口敏感性和低的疲勞擴展速率。經整體滲碳後空冷(或控冷)有足夠的剛性和彈性，經滲碳淬火、低溫回火有高的耐磨性和高的疲勞強度，若再經過有效的防腐處理(如瑞典的SR 處理或靜電噴漆處理)獲得高的抗腐蝕疲勞能力。

該鋼存在的問題是經滲碳處理後抗高溫軟化和高溫硬度欠佳，且滲碳淬火後增加了鋼的缺口敏感性。24~27SiMnNi2CrMo 鋼是我國仿製的較好的螺紋釺杆用鋼，若經上述的熱處理和防腐處理也能獲得略低於20 ~25CrNi3Mo 鋼的釺杆壽命。至於其他35SiMnMoV、32Si2Mn2MoV 等Si-Mn-Mo 系鋼，雖然有較高的強度和一定的韌性，但比起Cr-Ni-Mo 系鋼有較大的差距。上述Si-Mn-Mo系鋼經滲碳淬火後，可增加耐磨性，但缺口敏感性增加，韌性迅速下降，製成的螺紋釺杆脆性斷裂大大增加，釺杆整體壽命大幅度下降。

0.35~0.45%含碳量的高強度合金鋼，國外在二十世紀七八十年代曾用作大直徑的螺紋接杆釺杆， 採用調質處理後中頻(8000-10000Hz)表面淬火工藝。期望獲得韌性和表面耐磨性的配合，但與上面的低碳高強度合金鋼+滲碳淬火工藝路線相比，產品壽命仍有很大的差距(只是在聯接套的應用上取得一定的成功)， 進入九十年代這種鋼和工藝路線配合在國外的螺紋釺杆產品中已很少見到。

摺疊編輯本段螺紋釺杆的熱處理工藝選擇 綜合國內外幾十年的螺紋釺杆研究和生產實踐， 最佳的螺紋釺杆生產工藝路線是低碳高強度合金中空鋼， 經成形加工後進行整體滲碳處理，在專用的冷卻罐中控制冷卻，兩端重新進行中頻加熱淬火和低溫回火，然後內外表面進行清理，再進行有效的防腐處理。

(1)滲碳工藝

螺紋釺杆進行整體滲碳處理要有足夠深的井式氣體滲碳爐。國內已有幾家建成了有效深度4.5~7.0 米的井式氣體滲碳爐， 採用滴注式氣體滲碳。國外大部分用氣源式。滴注式氣體滲碳所採用滴注液配方很多:有甲醇+煤油、甲醇+丙酮、甲醇+甲苯、甲醇+醋酸乙脂、煤油+空氣、甲醇+異丙醇(或同時加少量空氣)等等。一般是用甲醇+丙酮;煤油+空氣成本最低，但表面含碳量偏高和容易出現碳黑。較理想的是甲醇+醋酸乙脂的滴注液配方而且便於滲碳過程的碳勢控制。甲醇+甲苯是滲碳能力很強的滴注液。上述各種配方可根據各廠的經驗、使用習慣和生產實際選擇。

滲碳溫度是:920~930℃±10℃， 有的廠採用890℃±10℃，溫度高、滲碳速度快、時間短、生產周期快。溫度低一點、滲碳時間長但爐罐使用壽命時間長且表面含碳量易控制在理想範圍， 螺紋釺杆滲碳層厚度一般控制在0.6~0.9 毫米， 釺杆直徑大取上限， 直徑小取下限(滲碳層厚度按>HV500 的厚度計算)。滲碳層表面含碳量最好控制在0.8~0.85%，一般不允許超過0.95%。

滲碳層表面含碳量的控制對螺紋釺杆是十分重要的。滲碳層表面含碳量的控制往往是通過爐內碳勢來控制。碳勢的高低與選用的滴注液配方有關，也與滲碳溫度有關;滲碳溫度高、碳勢高、滲碳速度快;溫度低、碳勢低、滲碳速度稍低。螺紋釺杆滲碳層的表面含碳量過高，會出現網狀碳化物，增加滲碳層的脆性和缺口敏感性;淬火後也會出現粗大的馬氏體和過多的殘留奧氏體，造成釺杆表面硬度低和耐磨性降低。表面含碳量過高勢必造成碳深度坡度曲線變陡，容易造成滲碳層的剝落。

計算機控制技術在滲碳熱處理過程的應用， 解決了一系列的滲碳熱處理質量控制問題。可以通過微機控制:爐內碳勢(≤0.05%C)、溫度(精確度≤5℃，大爐子)，滲碳層厚度(≤0.1 毫米)以及時間、流量、超溫報警等諸多參數控制。保證釺杆滲碳質量的高要求。

(2) 滲碳後的冷卻

滲碳後的控制冷卻，主要目的是保證釺杆體獲得較均勻的硬度，防止冷卻過程中釺杆表面過份氧化或脫碳。國外螺紋釺杆專用滲碳爐，配有專門設計的控制冷卻裝置，可以控制和調節不同的冷卻速度，以保證不同直徑品種的冷卻要求，而達到所規定的硬度要求和組織要求。國內個別廠家對原有的井式氣體滲碳爐的冷卻系統進行了技術改造。國內大部分廠家多採用罐冷、空冷式風冷，杆體硬度隨品種和裝爐量的不同波動比較大、均勻性也欠佳、給釺杆產品的彈性、剛性和使用壽命造成影響，應引起有關廠家的重視。

長釺杆經整體滲碳後冷卻會出現較大的彎曲，給釺杆矯直增加了不少困難，而冷卻後要保證釺杆有好的剛性和彈性，要求硬度在HRC40 左右， 彎曲的HRC40 的釺杆難於矯直，增加了矯直的工作量。大批量生產要配備效率高的矯正機。

在滲碳質量管理上，每爐要有隨爐試樣，作為該爐滲碳質量檢查樣品，並進行金相分析、滲碳層厚度測量、表面網狀碳化物的評級等，並進行生產記錄和備查。

(3) 滲碳後的熱處理

釺杆整體滲碳後，為了提高兩端螺紋部位的耐磨性和疲勞強度，要進行淬火和低溫回火處理，其淬火、回火工藝是:840~860℃±20℃淬油+200~220℃回火。

淬火加熱最好採用中頻感應加熱，加熱長度略超過過渡槽(或搬柄槽)，淬火後表面硬度應≥HRC58;回火，建議採用低溫鹽浴爐，回火後硬度≥HRC56。淬火回火後的釺杆要進行最終精矯直、表面清理和防腐處理。

(4)其他熱處理工藝

目前國內一些釺具生產廠，受投資或條件的限制，不具備深井式氣體滲碳爐，無法採用滲碳熱處理工藝，而又要生產螺紋釺杆，有些廠採用國產35SiMnMoV 鋼，常規淬火回火工藝或等溫淬火+回火工藝生產螺紋釺杆。

實踐證明，這種生產工藝路線，只能滿足螺紋釺杆的部分性能要求， 產品壽命與上述低碳高強度合金鋼+滲碳熱處理工藝路線的產品相比有較大的差距。

此外，也應該指出:中空鋼的生產工藝和冶金質量， 對螺紋釺杆的質量和壽命有着重大的影響， 凡是造成中空鋼或釺杆內孔和外表面缺陷的因素，都會降低釺杆的使用壽命，凡是減少內孔和外表面缺陷或強化內孔和外表面的因素，都能有效提高釺杆的使用壽命。

總結

最後指出: 低碳高強度合金鋼經滲碳和淬火回火熱處理+噴丸處理和防腐處理是目前最佳的螺紋釺杆制釺工藝。但低碳高強度合金鋼經滲碳淬火回火處理， 雖然增加了螺紋釺杆的表面硬度、耐磨性、疲勞強度，同時也使螺紋釺杆表面的缺口敏感性增加。這一工藝也未能滿足螺紋釺杆在鑿岩過程中，聯接套與釺杆螺紋之間的高頻撞擊所產生高熱的抗軟化能力。所以，螺紋釺杆仍有課題需要進行深入的研究 。