专利名称：一种盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法
技术领域：
本发明属于材料普通热处理应用技术领域，特别涉及一种盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法。
背景技术：
电极盐浴炉(简称盐炉)是一种结构简单、使用灵活、投资及维护费用较低的热处理设备。它通过金属电极将低压大电流交流电引入炉内，电流流过盐液发热。盐液既是发热体，又是对工件加热的介质。在磁场的作用下，盐液循环翻动，工件浸于熔盐之中，加热效率很高，温度非常均匀。盐浴热处理在德国的应用，至今仍十分广泛，尤其在工模具行业，仍不失为一种有效的加热方法。钢的淬火工艺是将钢加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中 快速冷却的热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齿轮、轧辊、渗碳零件等)。但是对于某些合金钢而言，其淬火冷却方式常采用油冷，此过程中，包覆在工件表面的残盐会降低工件的冷却速度，从而降低工件表面硬度或在工件表面出现软硬不均的现象，而且淬火后工件表面残盐的清理也比较困难，尤其是带有螺纹及小孔、小槽的工件，残盐极难除掉，给后序加工带来困难，且容易引起局部腐蚀和生锈。所以为了清除残盐，一般需添加蒸煮或者机械打磨工序，既增加了工件的制造成本，而且效果也不理想。已往报道中有采用爆盐的方式去除残盐，但其使用的水温较低，爆盐时容易出现工件表面某些区域温度下降较快的现象，致使工件发生严重变形或开裂，给操作带来一定难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种在合金钢盐炉加热淬火过程中，将工件表面吸附的残盐迅速去除的方法，该方法改善工件在冷却介质中的传导效率，提高工件表面硬度以及工件表面光洁度。为了实现以上技术效果，本发明是通过如下步骤实现一种盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，包括将工件置于盐炉中加热，然后将加热后的工件浸入淬火介质中冷却，其特征在于所述加热后的工件先浸入热水中，然后再浸入淬火介质中冷却。所述热水温度为85°C -IOO0C。优选的，该热水温度为90°C。所述工件经过盐炉加热后，工件温度为750°C -IOOO0C。所述加热后的工件浸入热水中的时间为1-4秒。优选的，所述加热后的工件浸入热水中的时间为2秒。 所述工件材质为中碳合金钢。所述淬火介质为油或空气。
热水的温度为85°C _100°C，温度过低，提高了水的冷却能力，增加工件冷却过程中的热应力。加热后的工件浸入热水中的时间为1-4秒，如果工件在热水中停留时间过长，会使工件表面温度降低，由于热水的冷却能力较低，因而会在工件表面出现珠光体或铁素体组织，导致工件表面出现硬度下降或软点。工件移出热水后应该迅速移入淬火介质，即油或者空气中，防止工件表面降温出现软点等淬火缺陷。本发明的有益效果是1、在经过盐炉加热后的工件进入淬火介质之前，先置于热水中停留l_4s，在高温状态下，工件周围迅速形成水的蒸汽膜，包覆在工件表面的残盐在蒸汽膜破裂时产生的冲击力作用下与工件分离或溶解，使工件露出新鲜的表面，然后将其迅速移入淬火介质中冷却，达到去除残盐的目的，省去了在淬火后蒸煮或者打磨等步骤去除残盐的工序，提高了工作效率，减低了生产成本。2、工件表面没有盐的包覆，冷却过程中温度下降较快，使工件内部组织均匀，表面不会出现软点，增强了工件的硬度和耐磨性。3、工件在进入淬火步骤前就已经去除了残盐，避免了淬火介质受到污染，延长了淬火介质的使
用时间，节约了成本。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步说明实施例I高强度螺栓的加工本实施例是加工一种长400mm、直径为40mm的40Cr材质的螺栓，要求热处理后表面硬度为35-39HRC。该工件的普通工艺路线为锻造一退火一机械加工一淬火+回火+蒸煮去盐一装配，本发明是在工件进入淬火油之前先浸入热水中，然后迅速移入淬火油中，其他步骤不变。具体方法为将工件在盐炉中加热，加热温度为850±10°C，然后将加热后的工件进入90°C的热水中停留2秒，再迅速将工件进入20#机械油中冷却。实验证明采用普通方法加工的工件，在直接淬火后的表面硬度为35-45HRC，经过500°C回火后工件表面硬度为30-34HRC。而采用本发明的方法后，工件表面硬度达到了48-53HRC，经过500°C回火后工件表面硬度为36-39HRC，完全满足技术要求。由于热水的冷却能力较低，工件在短时间内不会明显降温，因而表面不会出现软点。试样经过尺寸检测，直线度完全合格，说明淬火过程没有明显变形。在磁粉探伤检测过程中，试样表面没有出现裂纹，说明该方法完全安全可行。实施例2弹簧卡头的加工本实施例是加工一种两面距离为210mm，一面直径为90mm，另一面直接为120mm的65Mn材质的弹簧卡头，要求热处理后表面硬度为40-60HRC。该工件的普通工艺路线为锻造一退火一机械加工一淬火+回火+蒸煮去盐一装配，本发明是在工件进入淬火油之前先浸入热水中，然后迅速移入淬火油中，其他步骤不变。具体方法为将工件在盐炉中加热，加热温度为830±10°C，然后将加热后的工件进入90°C的热水中停留2秒，再迅速将工件进入20#机械油中冷却。实验证明采用普通方法加工的工件，在直接淬火后的表面硬度为40-55HRC，硬度偏低，而且波动很大。而采用本发明的方法后，工件表面硬度超过了 60HRC，波动范围很小，均在62-64HRC 之间，完全满足技术要求。
权利要求
1.一种盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，其步骤包括将工件置于盐炉中加热，然后将加热后的工件浸入热水中，再浸入淬火介质中冷却。
2.根据权利要求I所述的盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，其特征在于所述热水温度为85°C -100°C。
3.根据权利要求2所述的盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，其特征在于所述热水温度为90°C。
4.根据权利要求I所述的盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，其特征在于所述工件经过盐炉加热后，工件温度为750°C -1000°C。
5.根据权利要求I所述的盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，其特征在于所述加热后的工件浸入热水中的时间为1-4秒。
6.根据权利要求6所述的盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，其特征在于所述加热后的工件浸入热水中的时间为2秒
7.根据权利要求I所述的盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，其特征在于所述工件材质为中碳合金钢。
8.根据权利要求I所述的盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，其特征在于所述淬火介质为油或空气。
全文摘要
本发明属于材料普通热处理应用技术领域，特别涉及一种盐炉加热淬火过程中消除工件表面残盐的方法，将工件置于盐炉中加热，然后将加热后的工件浸入热水中，再浸入淬火介质中冷却。所述热水温度为85℃-100℃。所述加热后的工件浸入热水中的时间为1-4秒。经过盐炉加热后的工件置于热水中后，在高温状态下，工件周围迅速形成水的蒸汽膜，包覆在工件表面的残盐在蒸汽膜破裂时产生的冲击力的作用下与工件分离或溶解，达到去除残盐的目的，省去了蒸煮或者打磨去除残盐的工序，提高了工作效率，减低了生产成本。工件表面没有盐的包覆，冷却过程中温度下降较快，使工件内部组织均匀，表面不会出现软点，增强了工件的硬度和耐磨性。
文档编号C21D1/58GK102978353SQ20121053220
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者李忠文 申请人:上海工程技术大学