汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，该工艺包括如下工序：1、加温；2、通氢气；3、再加温；4、通钢丝；5、收取。淬回火工艺中最容易被氧化的过程就是淬火后的冷却，传统的油或水淬冷却，避免不了和氧以及空气接触，就会在淬回火后形成氧化膜，由于该汽车活塞环专用异型钢丝在整个淬回火工艺过程中始终有氢气保护，在淬火后的冷却也是充满氢气的冷却炉里气冷，隔绝了氧气以及空气的直接接触有效的避免了被氧化，提高了钢丝光泽度，保证钢丝色泽光亮，通氢气还考虑到氢气具有很好的还原性，就算一不小心让钢丝接触到空气或氧导致的被氧化，高温下氢气能有效还原钢丝和氧结合形成水汽排掉。
【专利说明】汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车零部件生产工艺，更具体地说，它涉及一种汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺及其生产设备。
【背景技术】
[0002]汽车活塞环是汽车发动机中的关键零件，同时又是易损件，我国每年制造的活塞环达数亿片之多，活塞环在使用的过程中不断的与发动机的侧壁摩擦，所以在活塞环的制作过程中对其耐磨性就有很大的要求，同样的不仅对耐磨性有要求，对活塞环的韧性也有很大的要求，总之对综合机械性能要求较高。
[0003]汽车活塞环是对异型钢丝的再加工，需要对异型钢丝再进行制环以及热处理工艺。
[0004]目前如专利号201110084841.1所述的汽车活塞环热处理工艺，其SI工序还需去除活塞环内壁氧化膜的处理原因在于在异型钢丝生产工艺中异型钢丝被氧化，异型钢丝被氧化会产生如下几个问题，一:降低钢丝耐磨性、韧性，提高了脆性和硬度，达不到活塞环对综合机械性能要求较高；二:增加汽车活塞环热处理额外的处理工序，降低了效率。
【发明内容】
[0005]针对现有 技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种不被氧化，满足综合机械性能需求的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:一种汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:包括如下工序:
(1).加温:把淬回火生产线的加工设备加热至700~750°C；
(2).通氢气:把氢气注入淬回火生产线内；
(3).再加温:控制加工设备内各炉温度，淬火温度1020~1050°C，冷却温度为常温，回火温度600~650°C ；
(4).通钢丝:控制钢丝以2.5~3m/min匀速通过淬回火生产线的加工设备；
(5).收取:将已经合格的钢丝收集起来。
[0007]通过采用上述技术方案，在汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火的过程中，第一步，加温:把淬回火生产线的加工设备加热至700~750°C，降低加工设备内的含氧量，为下一步通氢气做好安全保障，第二步，通氢气:把氢气注入淬回火生产线内，使得氢气充满整个淬回火生产线的生产设备，第三步，再加温:控制加工设备内各炉温度，淬火温度1020~1050°C，冷却温度为常温，回火温度600~650°C，并且始终保持温度在该范围区间内，第四步，通钢丝:控制钢丝以2.5~3m/min匀速通过淬回火生产线，使得钢丝进行淬回火热处理并且保证钢丝各部分热处理的均匀，不会出现局部淬回火充分或局部不充分以致钢丝变形弯曲，影响质量，第五步，收取:将已经合格的钢丝通过收取装置收集起来，为下一步汽车活塞环的制作做好准备，淬回火工艺中最容易被氧化的过程就是淬火后的冷却，传统的油或水淬冷却，避免不了和氧以及空气接触，就会在淬回火后形成氧化膜，由于该汽车活塞环专用异型钢丝在整个淬回火工艺过程中始终有氢气保护，在淬火后的冷却也是充满氢气的冷却炉里气冷，隔绝了氧气以及空气的直接接触有效的避免了被氧化，提高了钢丝光泽度，保证钢丝色泽光亮，通氢气还考虑到氢气具有很好的还原性，就算一不小心让钢丝接触到空气或氧导致的被氧化，高温下氢气能有效还原钢丝和氧结合形成水汽排掉，该工艺在淬回火过程中包装了产品的光泽度因此还被本领域的技术人员称之为光亮淬回火工艺，该工艺解决了钢丝被氧化的问题，有效的保证了综合机械性能，减少汽车活塞环制作步骤，提高了效率。
[0008]本发明进一步设置为:所述工序(I)内的淬回火生产线的加工设备包括依次设置的淬火炉、第一冷却炉、回火炉以及第二冷却炉。
[0009]通过采用上述技术方案，淬火炉包装淬火工艺的有效实施，钢丝淬火后通过第一冷却炉实施冷却，传统的水、油淬会采用水槽、油槽实施冷却，本工艺采用氢气冷却，因此必须是在完全密闭的炉子内，接着通过回火炉实施回火工艺，最后通过第二冷却炉冷却实施氢保护避免高温下直接拉 出来空冷导致的氧化。
[0010]本发明进一步设置为:所述工序(2)的氢气通过氨分解装置分解氨得到，该氢气充满整个淬回火生产线内的各个设备。
[0011]通过采用上述技术方案，氢气通过氨分解装置分解氨得到氢气，可以实施边反应边通氢气确保氢气的供应量，同时氨还会分解成氮气，由于氮气是惰性气体还能对氢气起到一定的保护，氢气充满整个淬回火生产线内的各个设备，避免钢丝和氧或者空气接触导致的被氧化，影响产品性能。
[0012]本发明进一步设置为:所述淬火炉、第一冷却炉、回火炉以及第二冷却炉之间的接合处均有点火装置。
[0013]通过采用上述技术方案，点火装置的设置确保安全，有效对各炉的进行尾气处理，避免氢气进入空气造成安全事故。
[0014]本发明进一步设置为:所述工序(4)的钢丝先通过淬火炉并在淬火炉内淬火:淬火温度为1020~1050°C，淬火时间为2.5~3min ;接着通过第一冷却炉冷却，冷却温度为常温，冷却时间I~1.2 min ;然后通过回火炉回火:回火温度为600~650°C,回火时间为5~6min ;最后通过第二冷却炉冷却,冷却温度为常温,冷却时间I~1.2 min。
[0015]通过采用上述技术方案，钢丝先淬火，淬火温度1020~1050°C，淬火时间为2.5~3min，淬火后得到了奥氏体组织，该奥氏体组织硬度为56HRC，韧性差，再通过第一冷却炉冷却，冷却温度为常温得到马氏体组织，然后通过回火炉回火，回火温度为600~650°C，由于对回火时间为5~6min限定以及钢丝线速度2.5~3m/min控制,那么马氏体组织在高温回火转变成回火索氏体的过程中，由于回火的不充分，经过鉴定得到是回火托式体加颗粒状碳化物加残余奥氏体的金相组织，该金相组织的硬度为40HRC，韧性适中，假设刚丝在回火炉回火充分得到索氏体组织硬度为30HRC，韧性高，那么就会降低钢丝的硬度，达不到活塞环对综合性能的要求，上述工序通过对时间、线速度、以及温度的控制，得到一种新的金相组织，经过实践证明，该金相组织更加符合汽车活塞环对钢丝的需求。
[0016]本发明进一步设置为:所述第二冷却炉一侧设有收取装置，所述工序(5)的收取通过收取装置收集，所述收取装置包括有收取架、置于所述收取架上的收取转盘和导向轮以及驱动导向轮和收取转盘旋转的驱动电机，所述导向轮置于所述收取转盘上方。
[0017]通过采用上述技术方案，收取装置位于整个淬回火生产线加工设备的最末端，确保对异型钢丝成品的收取，钢丝从第二冷却炉出来完成回火后进入导向轮，由导向轮的旋转带动并导向确保收取转盘对钢丝的收取。
[0018]本发明进一步设置为:淬火炉一侧设有涨紧装置，所述涨紧装置包括涨紧架、设置在所述涨紧架上的涨紧轮以及用于驱动涨紧轮旋转的变频电机。
[0019]通过采用上述技术方案，在淬火炉一侧设有涨紧装置即钢丝在进入整个淬回火生产线加工设备的最初始端，解决了钢丝处于高温淬回火生产线中容易在高温下产生内应力导致钢丝变形的问题，始终保持钢丝的直线度、平直度，调节变频电机可以控制钢丝在淬回火生产线中不同的涨紧力。
[0020]本发明进一步设置为:所述涨紧轮包括第一涨紧轮、第二涨紧轮以及第三涨紧轮，所述第一涨紧轮和第三涨紧轮处于同一水平线上，所述第二涨紧轮置于第一涨紧轮和第三涨紧轮之间并且与所述第一涨紧轮和第三涨紧轮的旋向相反。
[0021]通过采用上述技术方案，涨紧轮通过第一涨紧轮和第三涨紧轮确保钢丝的有效输送，通过第二涨紧轮确保钢丝在输送过程中的涨紧。
[0022]本发明进一步设置为:所述导向轮的转速大于所述涨紧轮的转速并且与所述第三涨紧轮旋向相反。
[0023]通过采用上述技术方案，导向轮的转速大于涨紧轮的转速，确保钢丝在淬回火炉中会始终有一个张力提供涨紧力，导向轮与第三涨紧轮旋向相反确保成品钢丝的有效收取。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺的工艺流程图；
图2为本发明淬回火生产线的加工设备的模块图；
图3为本发明收取装置的结构示意图；
图4为本发明涨紧装置的结构示意图。
[0025]图中:1、加温；2、通氢气；3、再加温；4、通钢丝；5、收取；6、淬火炉；7、第一冷却炉；8、回火炉；9、第二冷却炉；10、收取装置；101、收取架；102、收取转盘；103、导向轮；11、涨紧装置；111、涨紧架；112、涨紧轮；1121、第一涨紧轮；1122、第二涨紧轮；1123、第三涨紧轮；113、变频电机。
【具体实施方式】
[0026]参照图1至图4所示，本实施例的一种汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:该工艺包括如下工序:
(1).加温1:把淬回火生产线的加工设备加热至700~750°C ；
(2).通氢气2:把氢气注入淬回火生产线内；
(3).再加温3:控制加工设备内各炉温度，淬火温度1020~1050°C，冷却温度为常温，回火温度600~650°C ；
(4).通钢丝4:控制钢丝以2.5~3m/min匀速通过淬回火生产线的加工设备；(5).收取5:将已经合格的钢丝收集起来。
[0027]通过采用上述技术方案，在汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火的过程中，第一步，加温1:把淬回火生产线的加工设备加热至700~750°C，降低加工设备内的含氧量，为下一步通氢气2做好安全保障，第二步，通氢气2:把氢气注入淬回火生产线内，使得氢气充满整个淬回火生产线的生产设备，第三步，再加温3:控制加工设备内各炉温度，淬火温度1020~1050°C，冷却温度为常温，回火温度600~650°C，并且始终保持温度在该范围区间内，第四步，通钢丝4:控制钢丝以2.5~3m/min匀速通过淬回火生产线，使得钢丝进行淬回火热处理并且保证钢丝各部分热处理的均匀，不会出现局部淬回火充分或局部不充分以致钢丝变形弯曲，影响质量，第五步，收取5:将已经合格的钢丝通过收取装置收集起来，为下一步汽车活塞环的制作做好准备，淬回火工艺中最容易被氧化的过程就是淬火后的冷却，传统的油或水淬冷却，避免不了和氧以及空气接触，就会在淬回火后形成氧化膜，由于该汽车活塞环专用异型钢丝在整个淬回火工艺过程中始终有氢气保护，在淬火后的冷却也是充满氢气的冷却炉里气冷，隔绝了氧气以及空气的直接接触有效的避免了被氧化，提高了钢丝光泽度，保证钢丝色泽光亮，通氢气还考虑到氢气具有很好的还原性，就算一不小心让钢丝接触到空气或氧导致的被氧化，高温下氢气能有效还原钢丝和氧结合形成水汽排掉，该工艺在淬回火过程中包装了产品的光泽度因此还被本领域的技术人员称之为光亮淬回火工艺，该工艺解决了钢丝被氧化的问题，有效的保证了综合机械性能，减少汽车活塞环制作步骤，提高了效率。
[0028]本发明进一步设置为:所述工序(I)内的淬回火生产线的加工设备包括依次设置的淬火炉6、第一冷却炉7、回火炉8以及第二冷却炉9。
[0029]通过采用上述技术方案，淬火炉6包装淬火工艺的有效实施，钢丝淬火后通过第一冷却炉7实施冷却，传统的水、油淬会采用水槽、油槽实施冷却，本工艺采用氢气冷却，因此必须是在完全密闭的炉子内，接着通过回火炉8实施回火工艺，最后通过第二冷却炉9冷却实施氢保护避免高温下直接拉出来空冷导致的氧化。
[0030]本发明进一步设置为:所述工序(2)的氢气通过氨分解装置分解氨得到，该氢气充满整个淬回火生产线内的各个设备。
[0031]通过采用上述技术方案，氢气通过氨分解装置分解氨得到氢气，可以实施边反应边通氢气确保氢气的供应量，同时氨还会分解成氮气，由于氮气是惰性气体还能对氢气起到一定的保护，氢气充满整个淬回火生产线内的各个设备，避免钢丝和氧或者空气接触导致的被氧化，影响产品性能。
[0032]本发明进一步设置为:所述淬火炉6、第一冷却炉7、回火炉8以及第二冷却炉9之间的接合处均有点火装置。
[0033]通过采用上述技术方案，点火装置的设置确保安全，有效对各炉的进行尾气处理，避免氢气进入空气造成安全事故。
[0034]本发明进一步设置为:所述工序(4)的钢丝先通过淬火炉6并在淬火炉6内淬火:淬火温度为1020~1050°C，淬火时间为2.5~3min ;接着通过第一冷却炉7冷却，冷却温度为常温，冷却时间I~1.2 min ;然后通过回火炉8回火:回火温度为600~650°C，回火时间为5~6min ;最后通过第二冷却炉9冷却,冷却温度为常温,冷却时间I~1.2 min。
[0035]通过采用上述技术方案，钢丝先淬火，淬火温度1020~1050°C，淬火时间为2.5~3min，淬火后得到了奥氏体组织，该奥氏体组织硬度为56HRC，韧性差，再通过第一冷却炉7冷却，冷却温度为常温得到马氏体组织，然后通过回火炉8回火，回火温度为600~650°C，由于对回火时间为5~6min限定以及钢丝线速度2.5~3m/min控制，那么马氏体组织在高温回火转变成回火索氏体的过程中，由于回火的不充分，经过鉴定得到是回火托式体加颗粒状碳化物加残余奥氏体的金相组织，该金相组织的硬度为40HRC，韧性适中，假设刚丝在回火炉回火充分得到索氏体组织硬度为30HRC，韧性高，那么就会降低钢丝的硬度，达不到活塞环对综合性能的要求，上述工序通过对时间、线速度、以及温度的控制，得到一种新的金相组织，经过实践证明，该金相组织更加符合汽车活塞环对钢丝的需求。
[0036]所述第二冷却炉9 一侧设有收取装置10，所述工序(5)的收取通过收取装置10收集，所述收取装置10包括有收取架101、置于所述收取架101上的收取转盘102和导向轮103以及驱动导向轮103和收取转盘102旋转的驱动电机104，所述导向轮103置于所述收取转盘102上方。
[0037]收取装置10位于整个淬回火生产线加工设备的最末端，确保对异型钢丝成品的收取，钢丝从第二冷却炉9出来完成回火后进入导向轮103，由导向轮103的旋转带动并导向确保收取转盘102对钢丝的收取。
[0038]淬火炉6 —侧设有涨紧装置11，所述涨紧装置11包括涨紧架111、设置在所述涨紧架111上的涨紧轮112以及用于驱动涨紧轮112旋转的变频电机113。
[0039]在淬火炉6 —侧设有涨紧装置11即钢丝在进入整个淬回火生产线加工设备的最初始端，解决了钢丝处于高温淬回火生产线中容易在高温下产生内应力导致钢丝变形的问题，始终保持钢丝的直线度、平直度，调节变频电机113可以控制钢丝在淬回火生产线中不同的涨紧力。
[0040]所述涨紧轮112包括第一涨紧轮1121、第二涨紧轮1122以及第三涨紧轮1123，所述第一涨紧轮1121和第三涨紧轮1123处于同一水平线上，所述第二涨紧轮1122置于第一涨紧轮1121和第三涨紧轮1123之间并且与所述第一涨紧轮1121和第三涨紧轮1123的旋向相反。
[0041]涨紧轮112通过第一涨紧轮1121和第三涨紧轮1123确保钢丝的有效输送，通过第二涨紧轮1122确保钢丝在输送过程中的涨紧。
[0042]所述导向轮103的转速大于所述涨紧轮112的转速并且与所述第三涨紧轮1123旋向相反。
[0043]导向轮103的转速大于涨紧轮112的转速，确保钢丝在淬回火炉中会始终有一个张力提供涨紧力，导向轮103与第三涨紧轮1123旋向相反确保成品钢丝的有效收取。
[0044]本发明的三种实施方式:
【权利要求】
1.汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:该工艺包括如下工序: (1).加温:把淬回火生产线的加工设备加热至700~750°C； (2).通氢气:把氢气注入淬回火生产线内； (3).再加温:控制加工设备内各炉温度，淬火温度1020~1050°C，冷却温度为常温，回火温度600~650°C ； (4).通钢丝:控制钢丝以2.5~3m/min匀速通过淬回火生产线的加工设备； (5).收取:将已经合格的钢丝收集起来。
2.根据权利要求1所述的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:所述工序(I)内的淬回火生产线的加工设备包括依次设置的淬火炉、第一冷却炉、回火炉以及第二冷却炉。
3.根据权利要求1或2所述的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:所述工序(2)的氢气通过氨分解装置分解氨得到，该氢气充满整个淬回火生产线内的各个设备。
4.根据权利要求2所述的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:所述淬火炉、第一冷却炉、回火炉以及第二冷却炉之间的接合处均有点火装置。
5.根据权利要求3所述的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:所述工序(4)的钢丝先通过淬火炉并在淬火炉内淬火:淬火温度1020~1050°C，淬火时间为2.5~3min ;接着通过第一冷却炉冷却,冷却温度为常温,冷却时间I~1.2 min ;然后通过回火炉回火:回火温度600~650°C,回火时间为5~6min ;最后通过第二冷却炉冷却,冷却温度为常温，冷却时间I~1.2 min。
6.根据权利要求4或5所述的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:所述第二冷却炉一侧设有收取装置，所述工序(5)的收取通过收取装置收集，所述收取装置包括有收取架、置于所述收取架上的收取转盘和导向轮以及驱动导向轮和收取转盘旋转的驱动电机，所述导向轮置于所述收取转盘上方。
7.根据权利要求6所述的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:淬火炉一侧设有涨紧装置，所述涨紧装置包括涨紧架、设置在所述涨紧架上的涨紧轮以及用于驱动涨紧轮旋转的变频电机。
8.根据权利要求7所述的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:所述涨紧轮包括第一涨紧轮、第二涨紧轮以及第三涨紧轮，所述第一涨紧轮和第三涨紧轮处于同一水平线上，所述第二涨紧轮置于第一涨紧轮和第三涨紧轮之间并且与所述第一涨紧轮和第三涨紧轮的旋向相反。
9.根据权利要求8所述的汽车活塞环专用异型钢丝的光亮淬回火工艺，其特征在于:所述导向轮的转速大于所述涨紧轮的转速并且与所述第三涨紧轮旋向相反。
【文档编号】C21D1/74GK104017980SQ201410088203
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】朱亦生 申请人:温州一川金属科技有限公司