一种带有保护气氛的辊底式正火炉的制作方法

1.本实用新型涉及一种带有保护气氛的辊底式正火炉，属于合金钢热处理技术领域。


背景技术：

2.合金结构钢是机械制造业使用最广泛的钢之一，调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低缺口敏感性。由于调质过程中，对材料的表面质量、全截面硬度散差、组织的均匀性有很高的要求，故调质前需要增加正火预处理。
3.传统的正火工艺的冷却方式为钢棒奥氏体化后直接空气中冷却，具体如下：如图1所示，先将钢棒加热到奥氏体化温度后进行保温一段时间，使钢完全奥氏体化，然后空气中自然冷却到室温，使钢中组织转化为铁素体+珠光体组织。从实际生产结果看，目前采用的热处理方法，冷却速度不可控，受环境影响较大，正火后硬度不稳定。另外，奥氏体化后温度高，在空气中容易氧化，附加脱碳层深，导致正火工艺处理后的合金钢质量不稳定。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种带有保护气氛的辊底式正火炉，有效控制冷却速度，稳定正火后的硬度，控制附加脱碳层的厚度。
5.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种带有保护气氛的辊底式正火炉，包括保护气氛箱，所述保护气氛箱上开设辊通道，形成中空的保护气氛箱；所述辊通道内水平穿设辊，所述保护气氛箱内壁环向开设若干出气孔，所述出气孔上分别连接喷嘴，所述保护气氛箱与保护气氛输送管连通，所述保护气氛箱底部与循环风机连接，保护气氛通过保护气氛输送管流入保护气氛箱内，通过循环风机将保护气氛经喷嘴吹入辊通道内，使得保护气氛对辊上的钢棒进行冷却。
6.所述喷嘴出气口分别对向辊面。
7.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：一种带有保护气氛的辊底式正火炉，采用保护气氛对钢棒进行快速冷却，不仅能够获得接近平衡态的组织，而且能够获得均匀的铁素体+珠光体组织、附加脱碳层少、硬度均匀的产品。
附图说明
8.图1为本实用新型实施例一种带有保护气氛的辊底式正火炉的示意图；
9.图2为采用保护气氛冷却的时间示意图；
10.图3为本实用新型实施例热处理后的组织示意图；
11.图4为本实用新型实施例热处理后的脱碳示意图；
12.图中1正火炉、2保护气氛箱、3辊、4喷嘴、5保护气氛输送管、6循环风机、7连接管。
具体实施方式
13.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
14.如图1所示，本实施例中的一种带有保护气氛的辊底式正火炉，包括设于正火炉1内的保护气氛箱2，保护气氛箱2中心横向开设辊通道，形成中空的保护气氛箱。辊通道内水平穿设辊3，辊3两端穿设正火炉1。保护气氛箱2内壁环向开设若干出气孔，出气孔上分别连接喷嘴4，且喷嘴4出气口分别对向辊面。保护气氛箱2与保护气氛输送管5连通，保护气氛箱2底部通过连接管7与循环风机6连接。本申请保护气氛采用氮气，氮气通过保护气氛输送管5流入保护气氛箱2内，通过循环风机6将保护气氛箱2内的保护气氛经若干个喷嘴4吹入辊通道内，使得保护气氛对辊上的钢棒快速冷却。
15.如图2所示，先将钢棒加热到奥氏体化温度t1进行保温，使钢棒完全奥氏体化，然后在密闭空间内通过氮气对钢棒快速冷却，获得接近平衡态的组织，然后缓冷到200℃再空冷到室温。上述温度t1为830℃～930℃，保温时间40min～60min，冷却速度为50℃～100℃/min。
16.实施例一
17.一种合金结构钢(40cr钢)的化学成分为：c:0.37～0.44％，si：0.17～0.37％，mn:0.50～80％，cr:0.80～1.10％，ni：≤0.30％，p:0.025％,s:0.035％，cu：≤0.20％，mo：≤0.10％，余量为fe及不可避免的杂质元素。将钢棒加热到奥氏体化温度后进行保温，使钢棒完全奥氏体化，然后在密闭的空间内通过氮气对钢棒快速冷却，得到的组织如图3所示、脱碳如图4所示，硬度见表一。
18.表一
[0019][0020][0021]
本实施例采用保护气氛对钢棒进行快速冷却，合金结构钢40cr的正火后硬度在200～230hbw，组织为铁素体+珠光体组织。不仅能够获得接近平衡态的组织，而且能够获得均匀的铁素体+珠光体组织、附加脱碳层少、硬度均匀的产品。
[0022]
除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。


技术特征：
1.一种带有保护气氛的辊底式正火炉，其特征在于：包括保护气氛箱(2)，所述保护气氛箱(2)上开设辊通道，形成中空的保护气氛箱；所述辊通道内水平穿设辊(3)，所述保护气氛箱(2)内壁环向开设若干出气孔，所述出气孔上分别连接喷嘴(4)，所述保护气氛箱(2)与保护气氛输送管(5)连通，所述保护气氛箱(2)底部与循环风机(6)连接，保护气氛通过保护气氛输送管(5)流入保护气氛箱(2)内，通过循环风机(6)将保护气氛经喷嘴(4)吹入辊通道内，使得保护气氛对辊(3)上的钢棒进行冷却。2.根据权利要求1所述的一种带有保护气氛的辊底式正火炉，其特征在于：所述喷嘴(4)出气口分别对向辊面。

技术总结
本实用新型涉及一种带有保护气氛的辊底式正火炉，属于合金钢热处理技术领域。包括保护气氛箱，所述保护气氛箱上开设辊通道，形成中空的保护气氛箱；所述辊通道内水平穿设辊，所述保护气氛箱内壁环向开设若干出气孔，所述出气孔上分别连接喷嘴，所述保护气氛箱与保护气氛输送管连通，所述保护气氛箱底部与循环风机连接，保护气氛通过保护气氛输送管流入保护气氛箱内，通过循环风机将保护气氛经喷嘴吹入辊通道内，使得保护气氛对辊上的钢棒进行冷却。本申请采用保护气氛对钢棒进行快速冷却，不仅能够获得接近平衡态的组织，而且能够获得均匀的铁素体+珠光体组织、附加脱碳层少、硬度均匀的产品。均匀的产品。均匀的产品。


技术研发人员：王东 刘学文 李亮亮 丁小九 缪云伟 范国庆 邱涵
受保护的技术使用者：江阴兴澄合金材料有限公司
技术研发日：2021.03.19
技术公布日：2022/2/15