专利名称：一种金属钢管的热处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于热处理方法领域，具体地说是涉及一种金属钢管的热处理工艺。
背景技术：
本发明涉及钢管的热处理工艺。钢管与人类生活、生产活动密不可分，从日常的用 具、家具、供排水、供气、通风和采暖设施到各种农机用具的制造、地下资源的开发、国防和 航天所用枪炮、子弹、导弹、火箭等都离不开钢管。钢管还可用于输送流体和粉状固体、交换 热能、制造机械零件和容器，是一种经济型钢材。用钢管还可以制造建筑结构网架、支柱和 机械支架，实现工厂化机械化施工。为了保证钢管的质量，延长钢管的使用寿命，需要对钢 管进行热处理。现有的热处理工艺很难满足对钢管的抗疲劳寿命，耐磨性，耐腐蚀性，无缝 无裂纹方面的要求。
发明内容
鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种热处理后的金属钢管质量 好，抗疲劳寿命长，节约成本，耐磨性好，无缝无裂纹，绿色环保的热处理工艺。为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案是采用铁素体化学热处理和奥氏 体热处理相结合的方法。先将钢管进行硫氮共渗的低温化学热处理；再在临界温度以上，进 行碳氮共渗的高温化学热处理；同时在临界温度以上，进行渗硼的高温化学热处理；再施 行奥氏体渗氮；最后在施行调质。采用本发明的技术，热处理后的钢管具有较高的硬度，耐 磨性，抗疲劳性，耐腐蚀性，热稳定性，在整个热处理过程中绿色环保。本发明的具体过程是
(1)将氨气经过净化，通过螺旋管道加热至500°c 士 50°C，氨气经加热析出氮离子，在 混合器中加入硫代硫酸钠，并使温度保持在650°C 士50°C之内，并施加0. 15士0. 05Pa大气 压力，硫氮离子经旋流管道形成涡流慢速地充满待处理的钢管四周，经过2小时后，降温， 在温度降至450°C 士50°C时，停止氨气通入，继续降温至钢管冷却。(2)将氨气经过净化，将通过螺旋管道加热至500°C 士50°C，氨气经加热析出氮 离子，在混合器中通入渗碳剂，待1.5士0.5小时后，渗碳深度达到要求后，使温度保持在 6500C 士50°C范围之内，并施加0.06士0.02 1 大气压力，碳氢气和氮离子经旋流管道形成 涡流慢速地充满待处理的钢管四周，经过3士0. 5小时后，停止渗碳剂通入。(3)将工业级硼砂在500°C 士50°C干燥4士0. 5小时，在同温度650°C 士50°C范围 下进行熔化；将工业级氯化钠在300°C 士50°C干燥3士0. 5小时，加入到硼砂中混合均勻， 混合比例为硼砂比氯化钠为19 :7，升温至750°C 士50°C，使其充满待处理的钢管四周，保持 3士0. 5小时。(4)继续降温至550°C 士50°C范围内，进行奥氏体渗氮，将氨气经过净化，通过螺 旋管道加热至^(TC 士50°C，氨气经加热析出氮离子，待氨分解得到最高氮浓度时，可达到 饱和的高氮奥氏体层。
(5)快速降温至200°C 士50°C范围内，抽至真空，进行等温淬火处理，保温2士0. 5 小时；再升温至550°C 士50°C范围内，保持真空状态，进行高温回火，保温6 7小时，再降 至室温，完成了整个热处理过程。由于本发明采用铁素体化学热处理和奥氏体热处理相结合的技术，满足了对钢管 的抗疲劳度，耐磨性，耐腐蚀性，精度方面的要求，从而保证了所制钢管的质量，延长了钢管 的使用寿命，降低了施工成本，整个过程绿色环保，是一种具有推广价值的新技术。
具体实施例方式本发明所采用的技术解决方案采用铁素体化学热处理和奥氏体热处理相结合的 方法。先将钢管进行硫氮共渗的低温化学热处理；再在临界温度以上，进行碳氮共渗的高温 化学热处理；同时在临界温度以上，进行渗硼的高温化学热处理；再施行奥氏体渗氮；最后 在施行调质。整个热处理工艺的具体过程是
(1)将氨气经过净化，通过螺旋管道加热至500°c 士50°C，氨气经加热析出氮离子，在 混合器中加入硫代硫酸钠，并使温度保持在650°C 士50°C之内，并施加0. 15士0. 05Pa大气 压力，硫氮离子经旋流管道形成涡流慢速地充满待处理的钢管四周，经过2小时后，降温， 在温度降至450°C 士50°C时，停止氨气通入，继续降温至钢管冷却。(2)将氨气经过净化，将通过螺旋管道加热至500°C 士50°C，氨气经加热析出氮 离子，在混合器中通入渗碳剂，待1.5士0.5小时后，渗碳深度达到要求后，使温度保持在 6500C 士50°C范围之内，并施加0.06士0.02 1 大气压力，碳氢气和氮离子经旋流管道形成 涡流慢速地充满待处理的钢管四周，经过3士0. 5小时后，停止渗碳剂通入。(3)将工业级硼砂在500°C 士50°C干燥4士0. 5小时，在同温度650°C 士50°C范围 下进行熔化；将工业级氯化钠在300°C 士50°C干燥3士0. 5小时，加入到硼砂中混合均勻， 混合比例为硼砂比氯化钠为19 :7，升温至750°C 士50°C，使其充满待处理的钢管四周，保持 3士0. 5小时。(4)继续降温至550°C 士50°C范围内，进行奥氏体渗氮，将氨气经过净化，通过螺 旋管道加热至^(TC 士50°C，氨气经加热析出氮离子，待氨分解得到最高氮浓度时，可达到 饱和的高氮奥氏体层。(5)快速降温至200°C 士50°C范围内，抽至真空，进行等温淬火处理，保温2士0.5 小时；再升温至550°C 士50°C范围内，保持真空状态，进行高温回火，保温6 7小时，再降 至室温，完成了整个热处理过程。
权利要求
1.一种金属钢管的热处理工艺，其特征是采用铁素体化学热处理和奥氏体热处理相结 合的方法；先进行硫氮共渗的低温化学热处理；再在临界温度以上，进行碳氮共渗的高温 化学热处理；同时在临界温度以上，进行渗硼的高温化学热处理；再施行奥氏体渗氮；最后 在施行调质。
2.根据权利要求1所述的一种金属钢管的热处理工艺，硫氮共渗的热处理工艺其特征 是将氨气经过净化，通过螺旋管道加热至500°C 士50°C，氨气经加热析出氮离子，在混合器 中加入硫代硫酸钠，并使温度保持在650°C 士50°C之内，并施加0. 15士0. 051 大气压力，硫 氮离子经旋流管道形成涡流慢速地充满待处理的钢管四周，经过2小时后，降温，在温度降 至450°C 士50°C时，停止氨气通入，继续降温至钢管冷却。
3.根据权利要求1所述的一种金属钢管的热处理工艺，碳氮共渗的热处理工艺其特 征是将氨气经过净化，将通过螺旋管道加热至500°C 士 50°C，氨气经加热析出氮离子，在混 合器中通入渗碳剂，待1. 5士0. 5小时后，渗碳深度达到要求后，使温度保持在650°C 士50°C 范围之内，并施加0. 06士0. 02 1 大气压力，碳氢气和氮离子经旋流管道形成涡流慢速地充 满待处理的钢管四周，经过3士0.5小时后，停止渗碳剂通入。
4.根据权利要求1所述的一种金属钢管的热处理工艺，渗硼的热处理工艺其特征是将 工业级硼砂在500°C 士50°C干燥4士0. 5小时，在同温度650°C 士50°C范围下进行熔化；将 工业级氯化钠在300°C 士50°C干燥3士0. 5小时，加入到硼砂中混合均勻，混合比例为硼砂 比氯化钠为19 :7，升温至750°C 士50°C，使其充满待处理的钢管四周，保持3士0.5小时。
5.根据权利要求1所述的一种金属钢管的热处理工艺，奥氏体渗氮的热处理工艺其 特征是继续降温至550°C 士50°C范围内，进行奥氏体渗氮，将氨气经过净化，通过螺旋管道 加热至550°C 士50°C，氨气经加热析出氮离子，待氨分解得到最高氮浓度时，可达到饱和的 高氮奥氏体层。
6.根据权利要求1所述的一种金属钢管的热处理工艺，调质的热处理工艺其特征是 将钢管奥氏体渗氮后快速降温至200°C 士50°C范围内，抽至真空，进行等温淬火处理，保温 2士0. 5小时；再升温至550°C 士50°C范围内，保持真空状态，进行高温回火，保温6 7小 时，再降至室温，完成了整个热处理过程。
全文摘要
一种金属钢管的热处理工艺，本发明属于热处理方法领域，其特征是采用铁素体化学热处理和奥氏体热处理相结合的方法；先进行硫氮共渗的低温化学热处理；再在临界温度以上，进行碳氮共渗的高温化学热处理；同时在临界温度以上，进行渗硼的高温化学热处理；再施行奥氏体渗氮；最后在施行调质。所制的钢管的质量好，使用寿命长，施工成本低，整个过程绿色环保。
文档编号C23C8/70GK102080204SQ201110056980
公开日2011年6月1日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者勇晶, 勇莉 申请人:大连三木得科技有限公司