CN102409144B - 连续式合金钢热处理线 - Google Patents
连续式合金钢热处理线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102409144B CN102409144B CN 201110390587 CN201110390587A CN102409144B CN 102409144 B CN102409144 B CN 102409144B CN 201110390587 CN201110390587 CN 201110390587 CN 201110390587 A CN201110390587 A CN 201110390587A CN 102409144 B CN102409144 B CN 102409144B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel
- seconds
- cooled
- heat treatment
- water
- 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.)
- Active
Links
Images
Abstract
本发明公开一种连续式合金钢热处理线，解决小截面超长材工件热处理存在的问题。本发明由连续式辊底加热炉、辊底式淬火槽及电加热连续式辊底炉串联构成；热处理工艺包括以下步骤：工件在连续式辊底加热炉内完成奥氏体化加热，达到工艺时间后快速出料进入辊底式淬火槽，根据工件化学成分和规格的不同，自动生成不连续水冷工艺，通过浸液或喷雾的方式完成快速冷却；冷却至室温的工件根据工艺要求进行回火处理。本发明具有下列优点：①实现小截面超长材工件淬火、固溶、正火连续化热处理，热处理在同一高度、同一轴线的辊道上完成。②淬火介质在上升过程中保持稳定，工件在长度方向能够实现同时冷却。③采用不连续水淬杜绝了火险和油烟污染。
Description
技术领域
本发明属于合金钢热处理设备，具体涉及一种连续式合金钢热处理线，适用于小截面超长材(直径或厚度：20mm～155mm；长度：5.0m～8.5m的钢材，以下同。)工件的淬火、固溶、正火处理和回火(或时效)处理。
背景技术
目前，国内、外冶金制造行业除了采用传统的退火处理(球化退火和软化退火)工艺外，更多采用固溶+时效处理、淬火+高温回火处理和正火处理工艺，以获得力学性能优良和显微组织均匀的钢材，为下游用户提供高性能产品，其中包括不锈钢固溶产品、模具钢预硬化产品和高档轴承钢产品。
对于奥氏体不锈钢产品而言，由于没有组织相变，固溶处理能够使钢中的碳化物溶于奥氏体中，改善钢材的耐蚀性。对于工作环境较为苛刻的叶片用钢来说，0Cr17Ni4Cu4Nb时效处理后，机加工性能得到进一步改善。
经过淬火+高温回火处理的预硬化型塑料模具钢能够直接加工模具型腔，避免了型腔在调质处理后产生变形。但在传统的热处理中，经台车炉加热的小截面超长材工件在吊运到油槽的过程中经常产生明显的弯曲现象(如果使用辅助工装，将影响钢材淬火温度和操作人员安全)；油淬因冷却强度不足，造成钢材表面与心部硬度和显微组织相差较大，影响模具抛光性能。
高性能轴承钢受使用环境和疲劳寿命的要求，对网状碳化物要求比较严格。采用连轧机生产的大尺寸棒材(∮70mm～∮90mm)经高速轧制变形后有显著温升，虽经穿水冷却，但因终轧温度较高造成碳化物在晶界析出较为严重，形成的网状碳化物急剧降低钢的强度和韧性；而采用传统的台车炉加热后风冷，受冷却强度不均匀影响，正火效果难以保证。
发明内容
为解决小截面超长材工件连续完成淬火、固溶及正火处理和采用不连续水淬代替油淬的问题。本发明公开一种连续式合金钢热处理线。本发明连续式合金钢热处理线由连续式辊底加热炉、辊底式淬火槽及电加热连续式辊底炉串联构成；热处理工艺包括以下步骤：工件在连续式辊底加热炉内完成奥氏体化加热，达到工艺时间后快速出料进入辊底式淬火槽，根据工件化学成分和规格的不同，自动生成不连续水冷工艺，通过浸液或喷雾的方式完成快速冷却；冷却至室温的工件根据工艺要求进行回火处理。
以下结合图1对本发明的装置和工艺步骤作进一步的限定：
(1)连续式辊底加热炉，以发生炉煤气为燃料，具有1050℃奥氏体化加热能力，炉内工件定位装置和快速出料段装置保证工件温度均匀后快速出料；
(2)辊底式淬火槽利用水淬火介质(水)的升降实现浸液冷却，在距离离心泵出口200mm处采用稳流罩设计，以保证液面平稳上升，实现淬火液与辊道上的工件均匀接触；
(3)采用不连续水淬工艺，利用数值模拟计算不同成分(奥氏体化温度不同)和规格的扁钢，在水浸、雾冷、风冷和空冷条件下的冷却速度，确定淬火冷却方式和对应的热处理时间等参数；
(4)电加热连续式辊底炉的回火温度偏差±4℃；
(5)热处理装置的连续式辊底加热炉、辊底式淬火槽及电加热连续式辊底炉处于同一水平高度、同一轴线的辊道上，无需人工或机械吊运。
本发明与现有技术相比具有下列优点：
①能够实现小截面超长材工件的淬火、固溶、正火连续化热处理，即工件加热、冷却和回火始终在同一水平高度、同一轴线的辊道上完成，避免了人工或机械吊运工序，保证了工件平直度。
②淬火槽采用淬火介质稳流控制设计，使淬火介质在上升过程中保持稳定，工件在长度方向能够实现同时冷却，避免了工件因热应力不均造成的淬火变形。
③采用不连续水淬代替油淬，在冷却过程中仅产生少量水蒸气，杜绝了火灾危险和油烟污染。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
图1是连续式合金钢热处理线典型淬火工艺曲线；
图2是规格34mm×205mm×6.0m的3Cr17扁钢热处理工艺曲线；
图3是规格75mm×83mm×8.5m的0Cr17Ni4Cu4Nb连续化热处理工艺曲线；
图4是规格∮80mm的ZGCr15轴承钢连续化热处理工艺曲线；
图5是规格∮20mm×5.0m的4140钢连续化热处理工艺曲线；
图6规格为∮150mm×6.0m的4140钢连续化热处理工艺曲线。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，3Cr17耐蚀塑料模具扁钢材，尺寸为厚度34mm、宽度205mm、长度6.0m，钢材在连续式辊底加热炉内煤气加热，入炉温度≤200℃，升温速度≤100℃/h，加热至1030℃进行奥氏体化保温3小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽进行水-空控时淬火(水冷34秒→空冷64秒→水冷32秒)处理后，钢材空冷至200℃以下进入电加热连续式辊底炉进行回火，回火温度590℃，时间5.5小时；回火钢材硬度达到30±1HRC，弯曲度不大于2.5mm/m。
实施例2
如图3所示，奥氏体不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb，工件尺寸为75mm×83mm、×8.5m，在连续式辊底加热炉内煤气加热，温度升至1020℃进行奥氏体化保温2小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽内进行水浸、雾冷、风冷等组合式冷却(水冷30秒→空冷40秒→水冷30秒→空冷40秒→雾冷60秒)处理后，钢材空冷至200℃以下进入电加热连续式辊底炉回火，回火温度635℃保温4小时。综合性能：抗拉强度950MPa～1010MPa、屈服强度860MPa～910MPa、断后伸长率18％～22％、断面收缩率64％～70％、硬度(HBW)297～310；弯曲度不大于2.5mm/m。经固溶+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb扁钢主要用于汽轮机叶片。
实施例3
如图4所示，军甲-61条件轴承钢ZGCr15，钢材尺寸∮80mm～120mm，在连续式辊底加热炉内加热，加热至温度870℃，保温时间3小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽，经过30秒水雾分级冷却(水冷30秒→风冷40秒→水冷30秒)，钢材空冷至550℃后，风冷至300℃～400℃；经过电加热连续式辊底炉球化退火，钢材网状级别在1.5级～2.5级，球化级别在2.0级～3.0级；弯曲度不大于2.5mm/m。
实施例4
如图5所示，合金结构钢4140，钢材尺寸∮20mm×5.0m，在连续式辊底加热炉内加热，加热至温度830℃，保温时间1小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽，经过水冷20秒后，钢材空冷至200℃以下进入电加热连续式辊底炉回火，回火温度570℃保温4小时。综合性能：抗拉强度910MPa～940MPa、屈服强度765MPa～830MPa、断后伸长率16％～18％、断面收缩率63％～69.5％、硬度(HBW)260～285，弯曲度不大于2.5mm/m。经淬火+高温回火处理的4140圆钢主要用于汽车齿轮。
实施例5
如图6所示，合金结构钢4140，钢材尺寸∮150mm×6.0m，在连续式辊底加热炉内加热，加热至温度830℃，保温时间3小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽，经过水空交替冷却(水冷66秒→空冷120秒→水冷66秒→空冷120秒→水冷47秒→空冷120秒→水冷28秒→空冷125秒→水冷28秒)处理后，钢材空冷至200℃以下进入电加热连续式辊底炉回火，回火温度570℃保温4小时。综合性能：抗拉强度895MPa～915MPa、屈服强度730MPa～760MPa、断后伸长率17％～20％、硬度(HBW)256～285，弯曲度不大于2.5mm/m。经淬火+高温回火处理的4140圆钢主要用于汽车齿轮。
附表：
表1合金钢连续热处理工艺参数、
表2合金钢理化检验结果。
表1
表2
Claims (6)
1.一种连续式合金钢热处理线对合金钢的热处理工艺，包括以下步骤：工件在连续式辊底加热炉内完成奥氏体化加热，达到工艺时间后快速出料进入辊底式淬火槽，根据工件化学成分和规格的不同，自动生成不连续水冷工艺，通过浸液或喷雾的方式完成快速冷却；冷却至室温的工件根据工艺要求进入电加热连续式辊底炉进行回火处理，其特征在于:
所述连续式合金钢热处理线处理的合金钢为小截面超长材，其直径或厚度：20mm～155mm；长度：5.0m～8.5m；
所述合金钢热处理工艺步骤：
⑴连续式辊底加热炉，以发生炉煤气为燃料，具有1050℃奥氏体化加热能力，炉内工件定位装置和快速出料段装置保证工件温度均匀后快速出料；
⑵辊底式淬火槽利用淬火介质水的升降实现浸液冷却；辊底式淬火槽在距离离心泵出口200mm处采用稳流罩设计，使淬火介质水液面平稳上升，保证淬火介质水与辊道上的工件均匀接触；
⑶采用不连续水淬工艺，利用数值模拟计算不同成分和规格的扁钢在水浸、雾冷、风冷和空冷条件下的冷却速度，确定淬火冷却方式和对应的热处理时间参数；
⑷电加热连续式辊底炉的回火温度偏差±4℃；
⑸热处理装置的连续式辊底加热炉、辊底式淬火槽及电加热连续式辊底炉处于同一水平高度、同一轴线的辊道上，无需人工或机械吊运；
⑹采用不连续水淬代替油淬，在冷却过程中仅产生少量水蒸气，杜绝了火灾危险和油烟污染。
2.根据权利要求1所述连续式合金钢热处理线对合金钢的热处理工艺，其特征在于: 所述合金钢为3Cr17耐蚀塑料模具扁钢，尺寸为厚度34mm 、宽度205mm、长度6.0m钢材的热处理工艺步骤：在连续式辊底加热炉内煤气加热，入炉温度≤200℃，升温速度≤100℃/h，加热至1030℃进行奥氏体化保温3小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽进行水-空控时淬火：水冷34秒→空冷64秒→水冷32秒，处理后钢材空冷至室温进入电加热连续式辊底炉进行回火，回火温度590℃保温5.5小时。
3.根据权利要求1所述连续式合金钢热处理线对合金钢的热处理工艺，其特征在于: 所述合金钢为奥氏体不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb，工件尺寸为75mm×83mm×8.5m的钢材的热处理工艺步骤：在连续式辊底加热炉内煤气加热，温度升至1020℃进行奥氏体化保温2小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽内进行水浸、雾冷、风冷组合式冷却：水冷30秒→空冷40秒→水冷30秒→空冷40秒→雾冷60秒，处理后钢材空冷至室温进入电加热连续式辊底炉回火，回火温度635℃保温4小时。
4.根据权利要求1所述连续式合金钢热处理线对合金钢的热处理工艺，其特征在于: 所述合金钢为军甲-61条件轴承钢ZGCr15，尺寸∮80 mm～120 mm的钢材的热处理工艺步骤：在连续式辊底加热炉内加热，加热至温度870℃，保温时间3小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽，经过水冷、风冷分级冷却：水冷30秒→风冷40秒→水冷30秒，处理后钢材空冷至550℃后，风冷至300℃～400℃；经过电加热连续式辊底炉球化退火。
5.根据权利要求1所述连续式合金钢热处理线对合金钢的热处理工艺，其特征在于: 所述合金钢为合金结构钢4140，尺寸∮20mm×5.0m的钢材的热处理工艺步骤：在连续式辊底加热炉内加热，加热至温度830℃，保温时间1小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽，经过水冷20秒后，钢材空冷至室温进入电加热连续式辊底炉回火，回火温度570℃保温4小时。
6.根据权利要求1所述连续式合金钢热处理线对合金钢的热处理工艺，其特征在于: 所述合金钢为合金结构钢4140，尺寸∮150 mm×6.0m的钢材的热处理工艺步骤：在连续式辊底加热炉内加热，加热至温度830℃，保温时间3小时；保温结束后，快速出料，进入辊底式淬火槽，经过水空交替冷却：水冷66秒→空冷120秒→水冷66秒→空冷120秒→水冷47秒→空冷120秒→水冷28秒→空冷125秒→水冷28秒，处理后钢材空冷至室温进入电加热连续式辊底炉回火，回火温度570℃保温4小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110390587 CN102409144B (zh) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 连续式合金钢热处理线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110390587 CN102409144B (zh) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 连续式合金钢热处理线 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102409144A CN102409144A (zh) | 2012-04-11 |
| CN102409144B true CN102409144B (zh) | 2013-06-26 |
Family
ID=45911483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110390587 Active CN102409144B (zh) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 连续式合金钢热处理线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102409144B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102732710B (zh) * | 2012-06-08 | 2014-01-29 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种大厚度钢板热处理方法 |
| CN103849723A (zh) * | 2012-11-29 | 2014-06-11 | 宣中光 | 一种钢构件物理性能增强生产线设备 |
| CN104357643B (zh) * | 2014-11-06 | 2016-07-20 | 通裕重工股份有限公司 | 一种轧辊锻后消除网状碳化物热处理工艺 |
| CN104404235B (zh) * | 2014-12-17 | 2016-08-24 | 江苏省常熟环通实业有限公司 | 一种合金钢带的热处理方法 |
| CN104611517A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-05-13 | 桂林理工大学 | 一种细化60号钢奥氏体晶粒的加热方法 |
| CN104611532A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-05-13 | 桂林理工大学 | 一种细化55号钢奥氏体晶粒的加热方法 |
| CN104911317B (zh) * | 2015-05-28 | 2017-08-25 | 中原特钢股份有限公司 | 承压设备用17‑4ph筒体产品的热处理工艺 |
| CN106480261B (zh) * | 2016-11-16 | 2019-02-12 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种厚规格模具钢的热处理方法 |
| CN106544494B (zh) * | 2017-01-18 | 2017-12-15 | 中钢集团郑州金属制品研究院有限公司 | 一种适用于1Cr17Ni2不锈钢冷拉线材的在线软化退火方法 |
| CN106702099B (zh) * | 2017-01-18 | 2021-02-23 | 抚顺特殊钢股份有限公司 | 风电增速箱外主轴用大规格42CrMo4调质钢制造工艺 |
| CN107937672A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-04-20 | 南阳汉冶特钢有限公司 | 一种特厚合金结构钢不同介质交替冷却的淬火方法 |
| CN110042217B (zh) * | 2019-04-17 | 2020-10-09 | 燕山大学 | 纳米贝氏体轴承热处理方法及其制得的轴承 |
| CN111424139A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-07-17 | 江苏联峰实业有限公司 | 一种合金结构钢交替冷却的淬火方法 |
| CN112430721A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-03-02 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 防止叶片钢0Cr17Ni4Cu4Nb开裂的固溶热处理方法 |
| CN115232948B (zh) * | 2021-06-11 | 2024-02-09 | 中国机械总院集团北京机电研究所有限公司 | 一种钢质筒形件卧式形性协同调控热处理方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1017925A (ja) * | 1996-07-04 | 1998-01-20 | Daido Steel Co Ltd | 連続熱処理炉 |
| JP5270074B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2013-08-21 | 日本精工株式会社 | 熱処理装置及び熱処理方法 |
| CN100422351C (zh) * | 2006-07-10 | 2008-10-01 | 北京时代新人轴承有限公司 | 适用于贝氏体和马氏体淬火的分级淬火工艺及其设备 |
| CN201317798Y (zh) * | 2008-12-19 | 2009-09-30 | 中机十院国际工程有限公司 | 轴承套圈热处理生产线 |
| CN101586178B (zh) * | 2009-07-01 | 2011-05-18 | 苏州金楷科技有限公司 | 一种热处理工艺及其设备 |
| CN102151618A (zh) * | 2011-02-22 | 2011-08-17 | 北方重工集团有限公司矿山机械分公司 | 双叶轮自泵矿浆式浮选机 |
-
2011
- 2011-11-30 CN CN 201110390587 patent/CN102409144B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102409144A (zh) | 2012-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102409144B (zh) | 连续式合金钢热处理线 | |
| CN102899460B (zh) | 马氏体不锈钢锻造模块的热处理方法 | |
| CN102392107B (zh) | 20Cr13～40Cr13马氏体不锈钢的淬火方法 | |
| CN104017965B (zh) | 一种提高Cr12MoV钢强韧性的处理工艺 | |
| CN105112774B (zh) | 高强韧性低中碳微合金风冷硬化弹簧钢及其成形和热处理工艺 | |
| CN104480394A (zh) | 切割石材及金属用高碳低合金锯片钢及其热轧钢板制造方法 | |
| CN103352108A (zh) | 一种h13钢水冷热处理工艺 | |
| CN102796965B (zh) | 一种轧机支承辊钢材及其热处理工艺 | |
| CN101660036B (zh) | 一种高强高韧性钢管热处理的方法 | |
| CN104120341A (zh) | 一种轧制极薄材料的Cr5型锻钢工作辊及其制备方法 | |
| CN102586571B (zh) | 风机主轴的淬火处理方法 | |
| CN101319270B (zh) | 一种提高正火钢板力学性能的热处理方法 | |
| CN103849737A (zh) | 球墨铸铁热处理方法 | |
| CN105401091A (zh) | 一种42CrMo轴类零件及其热处理工艺 | |
| CN105369015A (zh) | 一种42CrMo轴类零件淬火热处理工艺 | |
| CN103602797A (zh) | 高硬度钢丝切丸热处理工艺 | |
| CN104630441A (zh) | 一种提高汽车安全带卷簧用弹簧钢sk5抗疲劳性能的热处理方法 | |
| CN113430337B (zh) | 一种h13圆钢整体调质热处理方法 | |
| CN101524813A (zh) | 摩托车曲柄锻件余热调质工艺 | |
| CN102699645B (zh) | 一种风力发电机齿轮的等温正火工艺 | |
| CN102212664B (zh) | 一种不锈钢牵引销的热处理方法 | |
| CN104120342A (zh) | 一种轧辊及其制备方法 | |
| CN103215427A (zh) | 轴承钢制量块热处理工艺 | |
| CN109402350A (zh) | 一种钢材的热处理工艺 | |
| CZ305587B6 (cs) | Způsob tepelného zpracování ložiskové oceli |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: FUSHUN SPECIAL STEEL SHARES CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: DONGBEI SPECIAL STEEL GROUP CO., LTD. Effective date: 20130320 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 116031 DALIAN, LIAONING PROVINCE TO: 113001 FUSHUN, LIAONING PROVINCE |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130320 Address after: The eastern section of Anshan road Wanghua District 113001 Liaoning city of Fushun province No. 8 Applicant after: Fushun Special Steel Shares Co., Ltd. Address before: 116031 No. 4 Gong Xing Road, Ganjingzi District, Liaoning, Dalian Applicant before: Dongbei Special Steel Group Co., Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |