一种钢棒的热处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢棒的热处理方法，包括以下步骤：矫直；感应预热；中频感应淬火；检查；回火；冷却与矫直；喷丸；消磁。本发明技术方案具有如下优点：该工艺热处理后的钢材组织结构良好，采用水性淬火，环保、安全；同时可用于定尺长料加工。
【专利说明】一种钢棒的热处理方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及金属材料领域，具体地说是一种钢棒的热处理方法。
【背景技术】
[0002]金属热处理旨在改变金属内部组织结构，提高金属力学及机械性能，为后续加工及最终产品提供所需的综合性能要求。
[0003]在机械加工前的钢件坯料都需要对其进行调质处理。目前钢棒材料的热处理方法是，预先按照工件大小截断钢棒料成要求尺寸，再放入电阻炉中进行热处理的。传统的热处理方法，由于加热不均匀，导致处理后钢棒的组织结构欠佳，同时工艺可控性差，并且生产效率低、耗能高、对环境的污染大，影响环保、不安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钢棒热处理的工艺方法。本申请是通过以下技术方案实现的:
一种钢棒的热处理方法，包括以下步骤:
第一步，矫直:将钢棒人工放至上料平台，经上料机以步进方式送至平行辊道，利用矫直机矫直，矫直后通过平行辊道，进入感应器前机械牵引机； 第二步，感应预热:通过感应器前机械牵引机的稳速运行，将钢棒送入感应加热系统的感应加热用半导体变频装置中，对钢棒进行加热，达到预热要求温度，保温后即进入淬火机构，通过感应器后机械牵引机进入辊道；
第三步，中频感应淬火:预热后的钢棒经感应器后机械牵引机进入辊道，以步进方式送入中频感应器前机械牵引机，通过牵引机使钢棒稳速运行，钢棒送入中频感应器进行加热，达到淬火温度后进行水冷淬火。
[0005]第四步，检查:经过第三步淬火的钢棒，分离淬火不合格品；
第五步，回火:将经过第三步淬火、并经过第四步检查合格后的钢棒送入回火炉进行加热、保温，而后用水进行冷却。
[0006]第六步，冷却与矫直:将经过第五步回火处理后的钢棒放上料台，待其温度自然冷却后送入矫直机矫直；
第七步，喷丸；
第八步，消磁:将经过第七步处理的钢棒送入消磁机进行消磁处理。
[0007]本发明所述步骤第二步中，感应预热温度为200_400°C。
[0008]本发明所述步骤第三步中，淬火温度为850-1000°C。
[0009]本发明所述步骤第五步中，回火加热温度为450-600°C。
[0010]本发明所述步骤第五步中，回火保温时间为3-5小时。
[0011]本发明采用以上技术方案具有如下优点:
采用本发明所述的方法进行热处理后得到的钢材组织结构良好，采用水性淬火，环保、安全；同时可用于定尺长料加工。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本申请的技术方案进行详细说明:
本发明所述的一种钢棒的热处理方法，包括以下步骤:
第一步，矫直:钢棒料在供货状态下的都或多或少的有些变形，在被加工成产品之前都会进行矫直处理。在热处理前进行矫直处理，避免在热处理过程中钢棒料产生的热变形与原有的变形叠加，造成变形量大难以矫正的情况。将钢棒人工放至上料平台，经上料机以步进方式送至平行辊道，利用矫直机矫直，矫直后通过平行辊道，进入感应器前机械牵引机；第二步，感应预热:经过第一步矫直后通过感应器前机械牵引机的稳速运行，将钢棒送入感应加热系统的感应加热用半导体变频装置中，对钢棒进行加热，达到预热要求温度，保温一定时间后即进入淬火机构，通过感应器后机械牵引机进入辊道。淬火之前进行预热处理可以解决由于残余应力带来的各种问题，比如减少变形，改善形状不规则的工件淬硬层的分布等问题。预热处理可以改善淬硬层的分布并获得最佳的组织结构，获得恰当的残余应力并避免裂纹。
[0013]本发明中优选地，感应预热温度为200-400°C。
[0014]第三步，中频感应淬火:预热后的钢棒经感应器后机械牵引机进入辊道，以步进方式送入中频感应器前机械牵引机，通过牵引机使钢棒稳速运行，钢棒送入中频感应器进行加热，达到淬火温度后进行水冷淬火。
[0015]合金元素的 扩散速度是不同的，淬火加热主要是为了获得均一的奥氏体组织，使各种有益成分溶解到奥氏体中去。淬火温度的高低取决于材料成份，当合金元素较高时，一般要提高温度，因为合金元素可以改变材料的相变温度，使组织转变温度提高。淬火温度过高，会使奥氏体晶粒粗大，同时碳化物溶入奥氏体过多，淬火后容易变形开裂，同时严重降低硬度和强度，如果温度过低，奥氏体化就会不完全，碳化物溶入奥氏体过少，大部分碳化物保留下来，淬火后也容易变形开裂，奥氏体化后奥氏体含碳量过低，导致淬火后马氏体硬度不够，强度降低。感应加热因为热源在工件表层，所以加热速度快、热效率高，工件加热时间短，工件因不是整体加热，所以变形小，表面氧化脱碳量少，所得工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。
[0016]本发明中优选的淬火温度为850-1000°C。
[0017]第四步，检查:经过第三步淬火的钢棒，分离淬火不合格品；对于淬火后后不合格产品，可进行退火后重淬火，如果退火正常，不会有开裂、硬度不够、组织不良等缺陷即可进行二次淬火，但是对于尺寸精度要求比较严的工件，如果淬火后变形、开裂较为严重的，需要考虑报废或者另作他用了。
[0018]第五步，回火:将经过第三步淬火、并经过第四步检查合格后的钢棒送入回火炉进行加热、保温，而后用水进行冷却。
[0019]对于经淬火后可继续进行回火的工件，进行回火处理。高温回火处理通常称为调质处理。调质处理得到的是回火索氏体组织，具有良好的综合性能。在许多重要的机械结构件中，如受力比较复杂的连杆，重要的螺栓、齿轮几周类零件，得到了广泛应用。调质处理后的力学性能与正火相比，不仅强度高，而且塑性和韧性也较好。这是因为调制后得到的回火索氏体中的渗碳体呈颗粒状，而正火得到的索氏体中的渗碳体则呈片状，颗粒状的渗碳体对阻止断裂过程中裂纹的扩展比片状渗碳体更有利。故本发明中选用高温回火处理，优选的回火温度为450-600°C。
[0020]根据本发明给出的实施例进行试验，得到的结果是:表面硬度为HB260-280;芯部硬度在HB250左右；芯部金相组织为均匀的回火索氏体组织。
[0021]第六步，冷却与矫直:将经过第五步回火处理后的钢棒放上料台，待其温度自然冷却后送入矫直机矫直。
[0022]第七步，喷丸:经过热处理的毛坯在其表面上有一层氧化皮，喷丸处理可以打磨氧化皮，还原金属原有的光泽，并且还可以消除毛坯内部应力。
[0023]第八步，将经过第七步处理的钢棒送入消磁机进行消磁处理。
[0024]上述 实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种钢棒的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，矫直:将钢棒人工放至上料平台，经上料机以步进方式送至平行辊道，利用矫直机矫直，矫直后通过平行辊道，进入感应器前机械牵引机； 第二步，感应预热:通过感应器前机械牵引机的稳速运行，将钢棒送入感应加热系统的感应加热用半导体变频装置中，对钢棒进行加热，达到预热要求温度，保温后即进入淬火机构，通过感应器后机械牵引机进入辊道； 第三步，中频感应淬火:预热后的钢棒经感应器后机械牵引机进入辊道，以步进方式送入中频感应器前机械牵引机，通过牵引机使钢棒稳速运行，钢棒送入中频感应器进行加热，达到淬火温度后进行水冷淬火； 第四步，检查:经过第三步淬火的钢棒，分离淬火不合格品； 第五步，回火:将经过第三步淬火、并经过第四步检查合格后的钢棒送入回火炉进行加热、保温，而后用水进行冷却； 第六步，冷却与矫直:将经过第五步回火处理后的钢棒放上料台，待其温度自然冷却后送入矫直机矫直； 第七步，喷丸； 第八步，消磁:将经过第七步喷丸后的钢棒送入消磁机进行消磁处理。
2.根据权利要求1所述的一种钢棒的热处理方法，其特征在于，所述步骤第二步中，感应预热温度为200-400°C。
3.根据权利要求1所述的一种钢棒的热处理方法，其特征在于，所述步骤第三步中，淬火温度为850-1000°C。
4.根据权利要求1所述的一种钢棒的热处理方法，其特征在于，所述步骤第五步中，回火加热温度为450-600°C。
5.根据权利要求1所述的一种钢棒的热处理方法，其特征在于，所述步骤第五步中，回火保温时间为3-5小时。
【文档编号】C21D1/42GK104032121SQ201410269255
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】过俊宏, 肖运根, 陈伟新, 章隆泉, 顾肖红 申请人:无锡市崇安区科技创业服务中心