CN101265516B - 一种钢带淬火工艺及所用的冷却介质 - Google Patents
一种钢带淬火工艺及所用的冷却介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101265516B CN101265516B CN 200810061003 CN200810061003A CN101265516B CN 101265516 B CN101265516 B CN 101265516B CN 200810061003 CN200810061003 CN 200810061003 CN 200810061003 A CN200810061003 A CN 200810061003A CN 101265516 B CN101265516 B CN 101265516B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel band
- spring steel
- liquid
- cooling
- cooled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010791 quenching Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002826 coolant Substances 0.000 title abstract 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 35
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 35
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 14
- 239000011701 zinc Substances 0.000 abstract description 10
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 abstract description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001152 Bi alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种淬火工艺和冷却介质，尤其是一种弹簧钢带淬火工艺及所用的冷却介质。该淬火工艺的加工步骤为先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Vc的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上，冷却介质为液态锡、液态锌和液态铋，其中液态锡的重量百分比为81.5～100％，液态锌的重量百分比为0～15％，液态铋的重量百分比为0～3.5％；对冷却后仍保持奥氏体状态的弹簧钢带进行弯曲；对弯曲后的弹簧钢带进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。本发明可实现弹簧钢带连续生产所必要的弯曲，同时保证钢带硬度，且所用冷却介质无污染、无腐蚀、导热性能佳。
Description
技术领域
本发明涉及一种淬火工艺和冷却介质，尤其是一种弹簧钢带淬火工艺及所用的冷却介质。
背景技术
弹簧钢带具有较高的弹性和耐磨性能，广泛用于汽车离合器、泥工工具、卷帘门弹簧、鞋用铁片、纺织用针等产品，其一般为50#、65Mn、T8A等中高碳碳钢或合金钢材质，需要通过淬火、回火的热处理工艺，才能得到硬度与韧性的配合，从而具有高弹性和高耐磨性能。
淬火回火的热处理工艺通常采用如图1所示的钢带连续式淬火回火设备，该设备由淬火加热炉1、淬火冷却器2、回火加热炉3三部分组成。钢带A在耐热钢管中，经过淬火加热炉1加热至860～920℃，其组织由铁素体+珠光体组织转变成奥氏体组织，再在淬火冷却器2的强制冷却下得到高硬度的马氏体组织，之后在耐热钢管中经过420～520℃的回火加热炉3处理，即可得到高弹性和高耐磨性能的回火索氏体组织。
目前，淬火冷却器2采用淬火压床，钢带A从淬火加热炉1出来后，直接进入淬火压床进行冷却，得到马氏体组织。淬火压床由开槽并带孔的上下两块压板组成，冷却介质一般为油。淬火后进入回火加热炉3进行回火处理，使钢带A具有弹性和一定的硬度。生产过程中，淬火压床上下两块压板之间的距离、平行度、油压的大小等对钢带淬火的变形有很大的影响。为了减小钢带的淬火变形，只能通过手工随时对上述参数进行调整，导致淬火难以实现自动化。
钢带淬火时，如图2所示，冷却速度必须大于临界冷却速度VC，才能避免形成珠光体等不需要的组织。当冷却温度低于马氏体转变温度Ms以下时，奥氏体就转变为马氏体，得到马氏体组织。在此过程中，热处理变形主要由组织应力和热应力产生，热应力是由高温冷却至马氏体转变温度Ms以下某温度时所致，组织应力是由奥氏体向马氏体转变时产生。如果冷却过程中，首先以大于VC的速度冷却至马氏体转变温度Ms以下的某温度(如B点)，然后降低冷却速度，则既可以获得马氏体，也可以减少变形，这就是双液淬火的原理。生产实践中，常采用两种具有不同冷却能力的液体，如冷却速度快的水和冷却速度较慢的油。但是，由于钢带冷却时已经转变成为马氏体，因此此时钢带的硬度很高，很脆，当钢带略有弯曲时，就会断裂，因此难以实现自动化生产所必须的弯曲。
又由于钢带的马氏体转变温度Ms点一般在200～250℃，因此要冷却速度大于临界冷却速度VC，并且冷却到马氏体转变温度Ms以上某温度，必须采用合适的冷却介质。热处理中常用的快速冷却介质有水、油、低熔点熔盐，等温淬火时有时也用液态金属。由于水溶液的沸点低，使用时温度一般在100℃以内，而油的闪点较低，即使高温用油，使用温度也只能在250℃左右，仍满足不了上述工艺要求。
热处理技术中，还有两种液体可作为冷却介质，那就是熔融盐浴和液态金属。这两种液体能够在120℃～1200℃的宽范围内稳定使用。可满足前述工艺要求的熔融盐浴组成是：：45wt％的NaNO2亚硝酸钠和55wt％的硝酸钾KNO3，其熔点为137℃，使用温度在150℃～500℃。但是熔融盐浴对设备有一定的腐蚀性，因此更好的选择是低熔点且惰性、同时与钢铁不存在冶金等反应的液态金属，例如Pb-Bi合金等。液态金属具有优异的导热能力，能够迅速将钢带温度冷却到与自身温度相同，因此能够超过临界冷却速度VC，从而避免不利的组织转变，但是铅Pb会对环境造成严重的污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现弹簧钢带连续生产所必要的弯曲，同时保证钢带硬度的钢带淬火工艺。本发明还提供了一种无污染、无腐蚀、导热性能佳、可满足上述淬火工艺要求的冷却介质。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该淬火工艺的加工步骤为先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Vc的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上，冷却介质为液态锡、液态锌和液态铋，其中液态锡的重量百分比为81.5～100％，液态锌的重量百分比为0～15％，液态铋的重量百分比为0～3.5％；对冷却后仍保持奥氏体状态的弹簧钢带进行弯曲；对弯曲后的弹簧钢带进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。
本发明所述的快速冷却方式为风冷。
该淬火工艺所用的冷却介质采用液态锡、液态锌和液态铋，其中液态锡的重量百分比为81.5～100％，液态锌的重量百分比为0～15％，液态铋的重量百分比为0～3.5％。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：1、该淬火工艺采用由液态锡为冷却介质，该冷却介质也可加入适量的锡和铋，该工艺将加热后呈奥氏体状态的钢带，以大于临界冷却速度VC的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上的某温度，此时钢带组织仍然保持奥氏体状态，具有良好的塑性变形能力，对钢带进行弯曲，然后再通过进一步的快速冷却，将钢带转变为马氏体组织，从而实现了钢带连续生产所必要的弯曲，又保证了钢带的硬度；2、上述工艺所用的冷却介质采用液态锡，为降低成本，可在锡液中加入适量的锌，又为了降低熔体的熔点，提高熔体的粘度，还可以进一步加入适量的铋，锡的熔点为232℃，可满足钢带以大于临界冷却速度VC的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上的某温度，且无污染、无腐蚀。
附图说明
图1为热处理工艺中所用设备的示意图。
图2为共析碳钢的C曲线图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的淬火工艺步骤为：
(1)先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；
(2)将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Vc的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上(如图2中的C点)，冷却介质为重量百分比100％的液态锡；
(3)冷却后的弹簧钢带仍然保持奥氏体状态，对弹簧钢带进行弯曲；
(4)将弯曲后的弹簧钢带进行用风冷的方式进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。
本实施例中的冷却介质采用重量百分比为100％的液态锡。
实施例2：
本实施例的淬火工艺步骤为：
(1)先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；
(2)将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Vc的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上(如图2中的C点)，冷却介质为重量百分比为85％的液态锡、重量百分比为12％的液态锌，重量百分比为3％的液态铋；
(3)冷却后的弹簧钢带仍然保持奥氏体状态，对弹簧钢带进行弯曲；
(4)将弯曲后的弹簧钢带进行用风冷的方式进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。
本实施例中的冷却介质采用重量百分比为85％的液态锡、重量百分比为12％的液态锌，重量百分比为3％的液态铋。
实施例3：
本实施例的淬火工艺步骤为：
(1)先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；
(2)将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Vc的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上(如图2中的C点)，冷却介质为重量百分比为90％的液态锡、重量百分比为10％的液态锌；
(3)冷却后的弹簧钢带仍然保持奥氏体状态，对弹簧钢带进行弯曲；
(4)将弯曲后的弹簧钢带进行用风冷的方式进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。
本实施例中的冷却介质采用重量百分比为90％的液态锡、重量百分比为10％的液态锌。
Claims (2)
1.一种钢带淬火工艺，其特征是：该工艺的加工步骤为：
(1)先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；
(2)将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Vc的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上，冷却介质为液态锡、液态锌和液态铋，其中液态锡的重量百分比为81.5～100％，液态锌的重量百分比为0～15％，液态铋的重量百分比为0～3.5％；
(3)对冷却后仍保持奥氏体状态的弹簧钢带进行弯曲；
(4)对弯曲后的弹簧钢带进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。
2.根据权利要求1所述的淬火工艺，其特征是：所述步骤(4)中的快速冷却方式为风冷。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200810061003 CN101265516B (zh) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | 一种钢带淬火工艺及所用的冷却介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200810061003 CN101265516B (zh) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | 一种钢带淬火工艺及所用的冷却介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101265516A CN101265516A (zh) | 2008-09-17 |
| CN101265516B true CN101265516B (zh) | 2010-06-02 |
Family
ID=39988206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200810061003 Expired - Fee Related CN101265516B (zh) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | 一种钢带淬火工艺及所用的冷却介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101265516B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102203304B (zh) * | 2008-12-09 | 2014-04-23 | 贝卡尔特公司 | 在锡中淬火钢线材，以及由此获得的钢线材 |
| CN104404209B (zh) * | 2014-12-11 | 2016-07-06 | 山东大学 | 金刚石型固体淬火冷却介质及制备方法和应用 |
| CN108330256A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-07-27 | 王华银 | 一种耐磨销的淬火工艺 |
| CN112304732B (zh) * | 2020-10-21 | 2023-11-10 | 青岛大学 | 一种低密度钢原始奥氏体晶界显示方法和应用 |
| CN113692198B (zh) * | 2021-08-26 | 2022-07-19 | 哈尔滨铸鼎工大新材料科技有限公司 | 一种硅铝合金内置冷却结构及其成型方法 |
| CN115216594A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-10-21 | 鞍钢集团北京研究院有限公司 | 一种1000MPa级低屈强比钢材热处理方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5201363A (en) * | 1990-08-13 | 1993-04-13 | Usinor Sacilor | Method and device for manufacturing a semi-ferritic stainless steel strip from molten metal |
| CN101054617A (zh) * | 2007-05-18 | 2007-10-17 | 奉化市光亮热处理电炉有限公司 | 提高钢带铅浴淬火压带头高温耐磨性技术 |
| EP1844880A1 (en) * | 2006-04-12 | 2007-10-17 | So & So Sommerhofer OEG | Strip casting |
-
2008
- 2008-04-23 CN CN 200810061003 patent/CN101265516B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5201363A (en) * | 1990-08-13 | 1993-04-13 | Usinor Sacilor | Method and device for manufacturing a semi-ferritic stainless steel strip from molten metal |
| EP1844880A1 (en) * | 2006-04-12 | 2007-10-17 | So & So Sommerhofer OEG | Strip casting |
| CN101054617A (zh) * | 2007-05-18 | 2007-10-17 | 奉化市光亮热处理电炉有限公司 | 提高钢带铅浴淬火压带头高温耐磨性技术 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP昭55-110718A 1980.08.26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101265516A (zh) | 2008-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101265516B (zh) | 一种钢带淬火工艺及所用的冷却介质 | |
| CN103510024B (zh) | 用于高速列车制动盘的合金铸钢及其热处理方法以及由该合金铸钢制造的高速列车制动盘 | |
| CN102534134B (zh) | 一种中碳轴承钢贝氏体等温淬火热处理工艺方法 | |
| CN102146547B (zh) | 一种合金钢轧辊及其制造工艺 | |
| CN104928456B (zh) | 一种提高普冷铁素体轻质钢延展性的制造方法 | |
| CN105755224A (zh) | 一种Cr12挤压无缝钢管的快速球化退火热处理工艺 | |
| CN110257695B (zh) | 一种含铜cadi耐磨材料及其热处理工艺 | |
| CN109536691A (zh) | 一种耐低温冲击CrMo合金钢锻圆的制备方法 | |
| CN102691002A (zh) | 一种核电用可焊碳钢无缝管及其生产方法 | |
| CN104911319A (zh) | 低温球罐容器用钢板及其生产方法 | |
| CN102191437B (zh) | 石油裂化用无缝钢管及其热处理方法 | |
| CN106011396A (zh) | 一种提高大型锻件机械性能的淬火方法 | |
| CN106636590B (zh) | 一种可替代调质处理的中碳钢热机械处理方法 | |
| CN103993233A (zh) | 一种新型高寿命压铸模具钢及制造铝镁压铸模的工艺方法 | |
| CN107557537B (zh) | 高韧高耐磨复合板的制备方法 | |
| CN101654734B (zh) | 万能轧机合金球墨铸铁轧辊的制造方法 | |
| CN106916926A (zh) | 一种高铬铸铁用水基聚合物淬火液 | |
| CN102936693B (zh) | 拉丝模模具钢的加工方法 | |
| CN106755763A (zh) | 一种h13钢制挤压模高温淬火工艺 | |
| JPS6128742B2 (zh) | ||
| CN106191694B (zh) | 热锻温挤冷冲工模具兼用钢 | |
| CN102189113B (zh) | 一种轧机的合金钢支撑辊及其制造工艺 | |
| CN108707826A (zh) | 一种用于低温环境的高速列车制动盘的材料 | |
| CN112795722A (zh) | 一种奥贝球铁等温淬火技术 | |
| CN103834864A (zh) | 一种新型9Cr2BAlN合金工具钢 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100602 |