CN103981352A - 一种冶金炉钎杆热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种冶金炉钎杆热处理工艺，包括如下工艺步骤：（1）碳氮共渗；（2）利用碳氮共渗余温对钎杆螺纹部位进行淬火，淬火时间为10分钟；（3）钎杆整体正火，正火温度控制在800℃-850℃正火，时间为25分钟；（4）低温回火，回火温度为200℃，时间为2小时；（5）喷丸处理；（6）磷化处理；（7）挂蜡处理。本发明方法能明显提高疲劳寿命、耐磨性能、表面硬度等关键技术指标，同时利用渗碳余热对钎杆螺纹进行淬火处理，简化了工艺，节约了能源；采用该工艺处理的钎杆的平均寿命达到开铁口10-15次/支。

Description

一种冶金炉钎杆热处理工艺
技术领域
本发明属于钎具热处理领域，涉及一种冶金炉钎杆热处理工艺。
背景技术
冶金炉钎杆工作时在开口机与炮泥之间，在开口机的带动下传递扭距，使整个钎具系统转动，传递活塞强大冲击能量。其工作条件十分恶劣，除了传递高频率冲击功外，还受到高温、扭转弯曲，磨损和水孔表面介质腐蚀作用。因此钎杆的工作环境复杂，质量要求高。目前用于冶金行业高炉出铁作业的钎杆在热处理生产过程中大部分采用杆体螺纹淬火（820℃）→低温回火（200℃）工艺，工艺简单，疲劳寿命低，耐磨性能差，从而造成钎杆在使用过程中，脆性破损频繁，尾部螺纹损坏严重，疲劳寿命短，严重影响了使用效果。钎杆的平均寿命仅达到开铁口3-5次/支。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种可大幅度提高钎杆使用寿命的冶金炉钎杆热处理工艺。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种冶金炉钎杆热处理工艺，包括如下工艺步骤：
（1）碳氮共渗；
（2）利用碳氮共渗余温对钎杆螺纹部位进行淬火，淬火时间为10分钟；
（3）钎杆整体正火，正火温度控制在800℃-850℃，时间为25分钟；
（4）低温回火，回火温度为200℃，时间为2小时；
（5）喷丸处理；
（6）磷化处理；
（7）挂蜡处理。
     进一步地，步骤（1）中，所述碳氮共渗的具体步骤为：以氨气为渗氮剂，以煤油为渗碳剂；工件装入后，以2.8升/分的速率通入氨气，直至工件出炉；工件装入后，控制煤油滴量为20D/分，当炉温升至930℃时，加大煤油滴量为65D/分，保温1小时；而后降低煤油滴量为40D/分，保温2小时，此阶段为强渗阶段；而后降低炉温至850℃，煤油滴量为30D/分，保温1小时，此阶段为扩散阶段，而后工件出炉。
     进一步地，步骤（2）中，对钎杆螺纹部位进行喷油淬火。
     进一步地，步骤（3）中，对钎杆整体进行风冷正火。
本发明采用930℃-850℃分段碳氮共渗工艺，能够在钎杆表面层形成硬而脆的碳氮化合物组织，共渗层深度达到0.4-0.5mm，面层含碳量0.85%，面层含氮量0.2-0.4%，表面硬度达到62-64HRC。从而提高了钎杆耐磨性与接触疲劳强度。
本发明工艺在碳氮共渗后，利用渗碳余热对钎杆螺纹部位进行喷油淬火，并对杆体进行风冷正火，而后对钎杆进行低温回火，采用喷丸处理使钎杆表层产生残余压应力，这对抑制钎杆疲劳裂纹的产生有重要意义。最后对钎杆进行磷化挂蜡，实现钎杆内孔防腐处理。
本发明的有益效果在于：能明显提高疲劳寿命、耐磨性能、表面硬度等关键技术指标，从而避免了钎杆在使用过程中脆性破损频繁、钎杆螺纹损坏严重，疲劳寿命短的缺陷，同时利用渗碳余热对钎杆螺纹进行淬火处理，简化了工艺，节约了能源；采用该工艺处理的钎杆的平均寿命达到开铁口10-15次/支。
具体实施方式
 一种冶金炉钎杆热处理工艺，包括如下工艺步骤：
（1）碳氮共渗。碳氮共渗的具体步骤为：以氨气为渗氮剂，以煤油为渗碳剂；工件装入后，以2.8升/分的速率通入氨气，直至工件出炉；工件装入后，控制煤油滴量为20D/分，当炉温升至930℃时，加大煤油滴量为65D/分，保温1小时；而后降低煤油滴量为40D/分，保温2小时，此阶段为强渗阶段；而后降低炉温至850℃，煤油滴量为30D/分，保温1小时，此阶段为扩散阶段，而后工件出炉；
（2）利用碳氮共渗余温对钎杆螺纹部位进行喷油淬火，淬火时间为10分钟；
（3）钎杆整体正火，正火温度控制在800℃-850℃正火，时间为25分钟；
（4）低温回火，回火温度为200℃，时间为2小时；
（5）喷丸处理；
（6）磷化处理；
（7）挂蜡处理。
上述步骤中，喷丸、磷化和挂蜡处理均采用常规工艺进行。

Claims (4)

1. 一种冶金炉钎杆热处理工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
（1）碳氮共渗；
（2）利用碳氮共渗余温对钎杆螺纹部位进行淬火，淬火时间为10分钟；
（3）钎杆整体正火，正火温度控制在800℃-850℃，时间为25分钟；
（4）低温回火，回火温度为200℃，时间为2小时；
（5）喷丸处理；
（6）磷化处理；
（7）挂蜡处理。
2.根据权利要求1所述的一种冶金炉钎杆热处理工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述碳氮共渗的具体步骤为：以氨气为渗氮剂，以煤油为渗碳剂；工件装入后，以2.8升/分的速率通入氨气，直至工件出炉；工件装入后，控制煤油滴量为20D/分，当炉温升至930℃时，加大煤油滴量为65D/分，保温1小时；而后降低煤油滴量为40D/分，保温2小时，此阶段为强渗阶段；而后降低炉温至850℃，煤油滴量为30D/分，保温1小时，此阶段为扩散阶段，而后工件出炉。
3.根据权利要求1所述的一种冶金炉钎杆热处理工艺，其特征在于，步骤（2）中，对钎杆螺纹部位进行喷油淬火。
4.根据权利要求1所述的一种冶金炉钎杆热处理工艺，其特征在于，步骤（3）中，对钎杆整体进行风冷正火。
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