专利名称：一种钢材样品热处理时表面保护方法
技术领域：
本发明属于金属热处理领域，特别涉及一种钢材样品热处理时表面保护方法。
背景技术：
在钢铁产品加工过程中，常常使用到各种热处理，例如在螺栓、螺母等紧固件加エ过程中，为了便于冷镦，常在700 780°C保温4 8小时，进行球化或软化退火，降低原始盘条的強度和硬度，提高塑性，从而减小冷镦模具的耗损，避免エ件开裂；在线材、薄板的冷拔、冷轧过程中，为了消除加工硬化现象，将其在奥氏体化温度以下50 150°C保温一段时间，使其发生再结晶退火；对于ー些合金铸件，为了提高化学成分的均匀性，常在其不发生熔化的前提下，在尽可能高的温度下保温较长时间，采用均匀化退火使合金元素扩散均匀。热处理需要的温度一般较高，约200°C 1200°C不等，保温时间较长，约几小时到数十小吋。钢材在普通热处理中，在高温下长时间保温，常常造成材料表面脱碳，生成较厚的氧化皮，造成エ件尺寸减小，表面组织变化，性能变差。为了在热处理时保护好エ件的表面，防止脱碳和氧化，传统的方法是采用真空热处理炉或者气氛保护炉。真空热处理炉需要配备ー套昂贵的真空系统，使用和维护成本很高；而气氛保护炉需要消耗大量的保护气体，易造成环境污染。
发明内容
本发明目的在于提供ー种用普通热处理炉对钢铁样品进行热处理时保护表面的方法，使用本方法进行热处理时样品不生成氧化皮、无脱碳、表面质量好。为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案一种钢材样品热处理时表面保护方法，包括以下步骤I)放入占容器总容积10% 40%的ニ氧化硅粉末并压实，然后放入样品；2)放入占容器总容积55% 85%的ニ氧化娃粉末并压实,将样品包埋,ニ氧化娃厚度彡5mm ；3)放入占容器总容积5% 35%的石墨粉末并压实，盖上容器盖用高温无机胶密封；4)待高温无机胶固化后，将容器放入热处理炉中进行热处理。针对以上方法，对エ艺步骤和辅助材料具体说明如下I)容器中首先要放入占容积约10 40%的ニ氧化硅粉末，然后在正中间放入样品，接着再放入总体积约55 85%的ニ氧化硅粉末，将样品包埋，最后放入总体积约5 35%的石墨粉末。选用ニ氧化硅粉末包埋样品的原因是其性质稳定，不易与样品表面发生反应。同时材料便宜而丰富，易于取用。先放入一定量的ニ氧化硅粉末在容器中，可防止样品直接和容器底部接触，导致受热不均。最后加入少量的石墨粉，与容器中残存的少量氧气发生反应，保护样品表面不被氧化。2)严禁石墨粉和样品接触，两者至少相隔5毫米，防止高温下样品表面渗碳。、
3)选用普通有盖的陶瓷容器，容器和容器盖之间需用陶瓷专用的耐高温无机胶密封。待高温胶需要固化好后，才能放入热处理炉内。固化程序为室温保持12h 24h，或者是100 200°C保温2h 6h，高温胶耐热温度大于1700°C。用高温胶密封容器，保证空气不进入，杜绝氧气来源。高温胶必须固化后才允许放入炉内，否则，高温胶会粘结不牢固或者发生开裂，导致密封失败。高温胶耐热温度必须大于热处理时最高温度，否则，高温胶在炉内发生熔化，也会导致密封失败。选用耐热温度大于1700°C的高温胶，远远高于钢铁产品热处理温度，因此高温胶不会发生熔化。
4) ニ氧化硅粉末和石墨粉末的粒度均约为ΙΟΟμπι 500μπι，粉末需要压实。若ニ氧化硅粉末和石墨粉末的粒度过大，容易疏松，不易压实，内部气孔较多，残留的的氧气也较多，易使样品表面发生氧化。与现有技术相比，本发明的有益效果在于，仅用常见的材料和热处理炉，就能在热处理时对钢铁样品表面进行保护，方法简单，取材方便，易于操作，表面保护的效果显著，尤其适用小型样品的热处理。
具体实施例方式下面用实施例对本发明作进ー步阐述，但这些实施例绝非对本发明有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施中所作的任何变动都将落在权利要求书的范围内。实施例I用本方法对合金冷镦钢盘条SCM435在球化退火时进行表面保护SCM435用于制造12. 9级高强度紧固件，其加工过程中需要对盘条进行球化退火，降低盘条的強度，提高塑性，利于冷镦成型。取规格Φ14πιπι的SCM435热轧态盘条，利用本发明的所述方法，在其退火时对表面进行保护，具体如下(I)取长28mm的SCM435盘条3段和容积为IOOml的普通陶瓷容器I个。先在容器中放入约25ml ニ氧化硅粉末并压实，粒度约为350 450 μ m ;然后在正中间放入样品，接着放入约70ml的ニ氧化硅粉末并压实，将样品埋入，保证样品在容器正中间；最后放入约5ml的石墨粉末并压实，粒度为300 400 μ m，样品和石墨粉之间约有15mm的距离，盖好
容器盖。(2)用陶瓷专用的耐高温无机胶将容器盖和容器密封，然后将样品放入房间，让其在室温下持续20h。耐高温无机胶的耐热温度为1730°C。(3)将整个容器放入加热炉中，加热炉为普通箱式炉，无气氛保护，无真空设备。试验结束后，取出样品，切割得到其横截面样品，按照金相制备程序制备金相样品，用于观察表面组织和氧化皮厚度，边缘组织无脱碳；氧化皮厚度25. 85 μ m，热轧态氧化皮厚度20 35 μ m，两者厚度接近，说明没有生成较厚的氧化皮。
权利要求
1.一种钢材样品热处理时表面保护方法，其特征在于，包括以下步骤 .1)放入占容器总容积10% 40%的ニ氧化硅粉末并压实，然后放入样品； .2)放入占容器总容积55% 85%的ニ氧化娃粉末并压实,将样品包埋,ニ氧化娃厚度≥5mm ； .3)放入占容器总容积5% 35%的石墨粉末并压实，盖上容器盖用高温无机胶密封； .4)待高温无机胶固化后，将容器放入热处理炉中进行热处理。
2.根据权利要求I所述的钢材样品热处理时表面保护方法，其特征在于在步骤I)或步骤2)或步骤3)中所述的粉末粒度为100 μ m 500 μ m。
3.根据权利要求I所述的钢材样品热处理时表面保护方法，其特征在于步骤 .3)所述的高温无机胶耐热温度大于1700°C。
4.根据权利要求I所述的钢材样品热处理时表面保护方法，其特征在于所述的高温无机胶固化为室温下持续12h 24h，或100 200°C保温2h 6h。
全文摘要
本发明公开了一种钢材样品热处理时表面保护方法。其按以下步骤进行在容器中先放入占容器总容积10％～40％的二氧化硅粉末；然后放入样品，接着放入占容积55％～85％的二氧化硅粉末将样品包埋；最后放入占容积5％～35％的石墨粉末，盖好容器盖，并用耐高温无机胶将容器密封；待高温胶固化后，将容器放入热处理炉中进行热处理。采用本发明热处理后钢铁样品表面无氧化皮，无脱碳。与传统热处理保护方法相比，本发明具有较好地保护样品表面、操作简便、成本低廉、节能环保等优点。
文档编号C21D1/68GK102634645SQ20121014358
公开日2012年8月15日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者沈奎, 王世芳, 麻晗 申请人:江苏省沙钢钢铁研究院有限公司