CN101121956B - 用普通碳素钢q235做自行车链条的链板的热处理方法 - Google Patents
用普通碳素钢q235做自行车链条的链板的热处理方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法,其特征在于包括步骤淬火:淬火温度840~880℃,保温时间35-40分钟和步骤回火:回火温度200~240℃,保温时间120分钟。步骤淬火中炉内碳势范围是0.45~0.65%。按照本发明的技术方案加工用Q235为材料的自行车链板,链条的抗拉强度达到国家标准,经客户检测认可,满足了客户要求,按照目前市场价格差异,每吨钢材节约400元。
Description
技术领域
本发明涉及自行车链条的链板材料热处理方法,尤其是用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法。
背景技术
传统的自行车链条原材料采用低碳合金钢20MnSi,其化学成份如下C:0.17%-0.25%;Si:0.40%-0.80%;Mn:1.20%-1.60%;P≤0.045%;S≤0.050%,余量为铁。随着钢材市场价格上涨,链条的价格不升反降,而客户对链条质量的要求却更严格。用普通碳素钢Q235代替20MnSi做自行车链条的链板,可以降低成本,但常规热处理的Q235做链板硬度一般只有65-69HRA,单片链板破断强度只有3000-3900N,成链后的破断强度只有6000-7500N,既达不到硬度要求,又达不到国家标准中破断强度8010N的要求(注:国标要求817k8f以上,即相当于8010N以上,破断强度是安全性指标,必须满足)。
发明内容
为了解决现有技术中自行车链条的链板材料20MnSi价格比较高,而用常规热处理Q235做自行车链条的链板又达不到质量要求的问题,本发明提供了一种用普通碳素钢Q235代替20MnSi做自行车链条的链板的热处理方法,具体技术方案采用工艺步骤如下:
(1)淬火:淬火温度840~880℃,保温时间35-40分钟:
(2)回火:回火温度200~240℃,保温时间120分钟;
所述步骤(1)中炉内碳势范围是0.45~0.65%,具体操作时须根据原材料的实际含C量调整碳势范围,即甲醇供给量2~3L/hr(约为常规热处理时的1.5倍),同时供给小流量的丙烷1-3L/min,不供氨气。
根据实际需要,步骤(2)回火前还对淬火后的链板进行清洗,回火后还设有步骤(3)滚光,滚光后还包括步骤(4)对自行车链条的链板进行防锈和烘干,以及使链板表面发黄或发黑的氧化处理。
作为本发明的进一步改进,淬火是在可控气氛连续式网带炉内进行的,淬火时网带上的铺货厚度为15-20mm,冷却油的油温应控制在60-100℃,通过调节甲醇流量2-3L/hr,丙烷流量1-3L/min控制碳势范围。滚光的时间为2-4小时。步骤(4)中防锈处理方法是:把链板浸泡在重量比5~10%的碳酸钠、10~20%亚硝酸钠和0.2~0.5%洗衣粉配成的水溶液中。该溶液温度>90℃,浸泡时间:5~10分钟。洗衣粉牌号无特殊要求。
与现有技术相比,按照本发明的技术方案加工用Q235为材料的自行车链板,链条的抗拉强度达到国家标准,经客户检测认可,满足了客户要求,按照目前市场价格差异,每吨钢材节约400元。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
例1
以PAM材料(该材料C:0.14%,Si:0.04%,Mn:0.44%,P:0.045%,S: 0.040%,余量是铁)为例,按照下列步骤进行处理:
(1)网带炉淬火:设备为可控气氛连续式网带炉,以中日合资盐城丰东公司生产的Unic UM-6050网带式气体渗碳氮化炉为例,该设备加热炉部分分为1~4个区域,分别测温、控温,在2区和4区各有一个搅拌风扇,以及各有1个氧探头进行碳势控制。首先升温、保温:1、2区880±10℃,3区860±10℃,4区:840±10℃,同时网带运转马达采用三菱变频器,速度为26~30Hz(相当于35~40分钟),考虑到材料含碳量0.14%,炉内的碳势控制在0.55~0.65%(通过调节甲醇流量为2~3L/hr,丙烷流量为1-2L/min),链板的铺货厚度15~20mm(而常规热处理时,炉内碳势控制在0.15~0.35%,甲醇流量仅为1.0~1.5L/hr,不供给丙烷);淬火介质为超速淬火油,油温60-100℃。由于淬火过程中,炉内碳势有波动,所以碳势范围须控制在上述范围内;
(2)清洗:淬火后的链板经过热水煮洗、喷淋、动态漂洗,可以尽量去除链板表面所附着的油污;
(3)回火:回火炉分为3个区域,分别测温、控温,并有3个搅拌风扇,炉温均匀性较好,网带运转马达也采用三菱变频器,1~3区设定为200~240℃,保温时间为18Hz(约合120分钟);
(4)滚光:将回火后的链板经八角形辊桶2~4小时的滚光处理。
(5)防锈、烘干:将滚光处理后的链板浸泡在重量比为5~10%的碳酸钠、10~20%亚硝酸钠、0.2~0.5%洗衣粉配成的水溶液中进行防锈处理,该溶液水温>90℃,浸泡时间:5-10分钟。然后烘干。这样可以使链板得到光亮的金属本色。根据实际需要,还可以对光亮的链板进行表面氧化处理,使其表面发黄或者发黑。
(6)检测:在经过上述处理之后,对链板的硬度和抗拉强度抽检,结果为:洛氏硬度71~75HRA(常规热处理一般是65-69HRA),单片拉力4200~4600N(常规热处理一般在3000~3500N);成链抗拉强度8300~8700N(常规热处理一般在6000~7000N)。
例2
以PL材料(该材料:C 0.17%,Si 0.05%,Mn 0.48%,P:0.045%,S:0.045%,余量是铁)为例,按照下列步骤进行处理:
(1)网带炉淬火:设备同实例1,加热炉温度:1、2区880+10℃,3区860+10℃,4区:840+10℃,速度为35~40Hz(相当于26~30分钟),炉内的碳势控制在0.50~0.60%范围内(通过调节甲醇流量为3~4L/hr,丙烷流量为1-2L/min),铺货厚度15~25mm,淬火介质为超速淬火油,油温60~100℃。由于淬火过程中,炉内碳势有波动,所以碳势范围须控制在上述范围内;
(2)清洗:淬火后的链板经过热水煮洗、喷淋、动态漂洗,可以尽量去除链板表面所附着的油污;
(3)回火:设备同实例1,回火炉温度:1~3区设定为210~240℃,保温时间为18~25Hz(相当于90~120分钟);
步骤4、5同例1的步骤4、5。
(6)检测:在经过上述处理之后,抽检链板的硬度和抗拉强度,具体数据如下:洛氏硬度72~75HRA(常规热处理一般在65~69HRA),单片拉力4400~4800N(常规热处理一般在3300~3900N);成链抗拉强度8500~8800N(常规热处理一般在6500~7500N)。
由于本发明找到用了普通碳素钢Q235制造自行车链条的链板的最佳热处理工艺。使用该工艺下处理的Q235可以取代20MnSi作自行车链板的材料,破断强度达到国家标准。本发明可以推广到有类似要求的其它相近品种的零件处理之中,属于本技术领域的技术人员很容易融会贯通,举一反三,所以要求依照本发明所述方法对链条的链板采用普通碳素钢Q235并进行热处理的,均属于本发明的保护权利范围。
Claims (7)
1.一种用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)淬火:淬火温度840~880℃,保温时间35-40分钟;
(2)回火:回火温度200~240℃,保温时间120分钟;
所述步骤(1)中炉内碳势范围是0.45~0.65%。
2.根据权利要求1所述的用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法,其特征在于步骤(2)回火前还进行清洗,以去除链板表面所附着的油污。
3.根据权利要求2所述的用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法,其特征在于步骤(2)回火后还包括步骤(3)滚光。
4.根据权利要求3所述的用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法,其特征在于所述步骤(3)滚光后还包括步骤(4):对自行车链条的链板进行防锈、烘干和氧化处理。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法,其特征在于淬火是在可控气氛连续式网带炉内进行的,淬火时网带上的铺货厚度为15-20mm,冷却油的油温控制在60-100℃,通过调节甲醇流量2-3L/hr,丙烷流量1-3L/min控制碳势范围。
6.根据权利要求3或4所述的用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法,其特征在于步骤(3)滚光的时间为2~4小时。
7.根据权利要求4所述的用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法,其特征在于所述步骤4中防锈处理方法是:把链板浸泡在重量百分比为5~10%的碳酸钠、10~20%亚硝酸钠和0.2~0.5%洗衣粉配成的水溶液中;该溶液温度>90℃。
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