一种碳钢淬火工艺的制作方法

文档序号:15457652发布日期:2018-09-15 01:35

本发明涉及金属热处理技术领域,尤其涉及一种碳钢淬火工艺。



背景技术:

现有技术中,许多流体机械的零、部件均有特殊的要求,如杂质泵的叶轮、泵壳等过流部件是需经机加工且要求具有高精度、高硬度、高强度、厚度薄及韧性大的结构件,这是因为这类结构件通常是在含有诸如石英砂等类似的坚硬颗粒及腐蚀介质的工况中运转工作,使得这类结构件常常因磨损或者腐蚀而导致报废。如选用不锈钢、高镍耐蚀铸铁制造这类结构件,虽然能满足耐腐蚀的要求,但这些材料的材质硬度、强度均较低且不耐磨;而选用高铬耐蚀铸铁制造这类结构件,虽然抗磨蚀性能优异,但这种材料的材质却存在脆性大、强度低的问题。而且,上述材料普遍存在着价格高、机加工性能较差、加工成本高、加工精度难于保证等问题。

因此,针对现有技术中的存在问题,亟需提供一种高硬度、耐磨耐腐蚀、厚度薄且韧性强的碳钢淬火技术。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种碳钢淬火工艺,加工高硬度、耐磨耐腐蚀、厚度薄且韧性强的碳钢。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种碳钢淬火工艺,包括以下步骤:

S1、将工件进行热压拉伸,经过热压拉伸后的工件进入保温炉内被保温;

S2、将经步骤S1处理后的工件放入分级淬火油中,进行第一级等温淬火;

S3、将经步骤S2处理后的工件从分级淬火油中取出,放入保温炉中进行保温,且同时对工件进行矫直拉伸;

S4、将经步骤S3处理后的工件进行第二级等温淬火,并且保温一定的时间;

S5、将经步骤S4第二级等温淬火处理的工件放入喷淬水槽内,对工件进行喷淬冷却,即完成该淬火工艺。

作为优选技术方案,在步骤S1中,保温炉内的温度为780℃-890℃,保温时间为1.5h-4.5h。

作为优选技术方案,在步骤S2中,所述分级淬火油的重量为工件重量的7倍-11倍。

作为优选技术方案,在步骤S2中,第一级等温淬火使工件的温度降至150℃-210℃,第一级等温淬火的时间为8min-10min。

作为优选技术方案,在步骤S3中,保温炉的保温温度为300℃-420℃,保温时间为15min-20min。

作为优选技术方案,在步骤S4中,工件经第二级等温淬火使工件温度降至220℃-280℃。

作为优选技术方案,在步骤S5中,所述喷淬冷却时间为10min-15min。

作为优选技术方案,在步骤S1中,使用挤压机对工件进行热挤压,使用牵引机将挤压后的工件牵引至保温炉内。

本发明的有益效果:在本发明中,通过两次淬火使工件表面硬度均匀性好,淬硬层能够满足使用要求,降低了脆性和进一步提高了耐磨耐腐蚀性,并且分等级的淬火工艺不会产生大量的亚硝酸盐等有害物质,低污染,安全且成本低,生产效率高;两次对工件进行高温拉伸,使工件在保证有较强韧性的前提下尽量使工件的厚度变薄,满足使用要求,使使用该碳钢的设备轻量化。

附图说明

图1是本发明实施例所述的碳钢淬火工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示,本发明所述的一种碳钢淬火工艺,包括以下步骤:

S1、将工件进行热压拉伸,经过热压拉伸后的工件进入保温炉内被保温。

具体地,使用挤压机对工件进行热挤压,将工件挤压变薄到一定厚度后,使用牵引机将挤压后的工件拉伸至保温炉内,进行保温或者进行加热和保温,在保温炉内,将热挤压后的工件加热保温到780℃-890℃,保温的时长为1.5h-4.5h。

优选地,将热挤压后的工件加热保温到810℃,保温时长为2.3h,使工件奥氏体碳饱和,在热处理过程中,在化学元素成分确定后,奥氏体化温度与时间是影响工件基本组织性能的主要因素,因此,需要学则合适的温度和时间确保工件的良好的性能。

S2、将经步骤S1处理后的工件放入分级淬火油中,进行第一级等温淬火。

具体地,将步骤S1处理后的工件放入分级淬火油中,分级淬火油的重量是工件重量的7倍-11倍,第一级等温淬火使工件的温度降至150℃-210℃,第一级淬火的时间为8min-10min。

优选地,分级淬火油的重量是工件重量的9倍,第一级等温淬火使工件的温度降至210℃,第一级淬火的时间为8min。

经过第一级等温淬火后,使工件为下一步拉伸提供了一定的硬度和韧性,在本步骤中,选取适当的温度和时间对碳钢的性能有很大的影响,使工件具备了一定的加工性能。

S3、将经步骤S2处理后的工件从分级淬火油中取出,放入保温炉中进行保温,且同时对工件进行矫直拉伸。

具体地,在经过第一级等温淬火后,将工件从淬火油中取出,然后放入保温炉中进行保温,或者进行加热保温,保温炉的保温温度为300℃-420℃,保温时间为15min-20min。

优选地,保温炉的保温温度为340℃,保温时间为18min,在保温一定的时间后,使用拉伸机对工件进行矫直拉伸,进一步将工件的厚度变薄,并且合理的加热温度和保温时间使工件的韧性进一步的提高。

S4、将经步骤S3处理后的工件进行第二级等温淬火,并且保温一定的时间。

具体地,将矫直拉伸后的工件进行第二级等温淬火,使工件的温度降至220℃-280℃,并且保温15min-20min。

优选地,使工件降至240℃,并且保温20min,第二级等温淬火使工件表面形成一层保护层,具有良好的防腐性能,合理的温度的设置还进一步提高了工件的强度和韧性。

S5、将经步骤S4第二级等温淬火处理的工件放入喷淬水槽内,对工件进行喷淬冷却,即完成该淬火工艺。

具体地,将第二级等温淬火后的工件放入喷淬水槽内,使工件进行快速冷却,其喷淬冷却的时间为10min-15min。

优选地,喷淬冷却时间为13min,冷却完后,即完成了该淬火工艺,采用此碳钢淬火工艺,使碳钢的表面硬度均匀性好,淬硬层能够满足使用要求,具有一定的硬度、韧性和耐磨耐腐蚀性,且硬度下降趋势平缓。

显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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