CN104480270A - 一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于节能减排领域，具体涉及一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，其特征在于，消失模铸造工艺技术中铸体余热通过换热量收集及降温处理达到所需使用温度，再通过物理方式进行高锰钢及部分合金钢的水韧处理和沾火处理。该工艺流程简单，克服传统二次加热所需能源，效率比传统工艺节约人工一半多，节约大量能源，如果全国铸造行业都采用可为国家节约多个电厂用煤。
Description
技术领域
本发明属于节能减排领域，具体涉及一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法。
背景技术
传统热处理是将金属材料放在某种加热设备，一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的晶相组织结构，来改变其性能的一种金属热加工工艺。其步骤包括：
1． 正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2． 退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3． 固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4． 时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5．固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。
6． 时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。
7． 淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
8． 回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9． 钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10． 调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
11． 钎焊：用钎料将两种工件加热融化粘合在一起的热处理工艺。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
冷却过程中，热量产生了很大的浪费，同时加温过程中，加热需要大量的煤炭或者电能，周期效率限制了其更为广大的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，该工艺工艺简单，克服传统二次加热所需能源，效率比传统工艺节约人工一半多，能够节约大量能源。
一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，其特征在于，消失模铸造工艺技术中铸体余热通过换热量收集及降温处理再通过物理方式进行高锰钢及部分合金钢的水韧处理和沾火处理。
其中，所述高锰钢及部分合金钢配方中加有变质剂材料，以便获得细小的铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。
其中，所述变质剂包括形核变质剂和吸附变质剂，采用其中的一种或几种。
其中，所述换热方式是采用耐换热器，或者自然冷却。
其中，所述降温过程采用热电偶测试。
其中，所述铸体根据铸件几何形状确定温度为1420-1500度浇注，依据降温到1000至1150度之间温度水韧处理。
其中，所述降温过程可以采用真空泵有机降温，也可以采用自然降温。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供的方法安全、可靠，符合工艺实施的安全规定。
（2）本发明提供的方法节能环保，大大提高了热量利用率。
（3）本发明提供的方法节省了大量煤炭，降低了煤炭的使用量，降低了污染环境。
（4）本发明产品的生产方法实施简单，效果好及效益高。
（5）如果全国铸造行业都采用可为国家节约多个电厂用煤。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例
一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，采用消失模铸造工艺技术中铸体余热通过换热量收集及降温处理再通过物理方式进行高锰钢及部分合金钢的水韧处理和沾火处理。高锰钢及部分合金钢配料采用变质剂材料，包括形核变质剂和吸附变质剂，可用多种形式、多种材料，主要能细化组织成分的金属材料或非金属材料。
其中，出炉温度与正常传统工艺基本相同，壁厚壁薄少有差别，一般铸体出炉1500度左右，浇注温度1420度-1500度，换热过程采用换热器降温，降温过程中可以采用真空泵有机降温，也可以采用自然降温，并采用热电偶测试。
该工艺工艺简单，克服传统二次加热所需能源，使每吨铸体降低成本500元-600元，5000吨铸体节约能源按标准煤计算每年节约5000吨左右，节约成本、电费、人工、设备折旧费300万余元，效率比传统工艺节约人工一半多，能源节约30%-40%。
以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，其特征在于，消失模铸造工艺技术中铸体余热通过换热量收集及降温处理再通过物理方式进行高锰钢及部分合金钢的水韧处理和沾火处理。
2.根据权利要求书1所述的一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，其特征在于，所述高锰钢及部分合金钢配方中加有变质剂材料，以便获得细小的铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。
3.根据权利要求书1所述的一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，其特征在于，所述变质剂包括形核变质剂和吸附变质剂，采用其中的一种或几种。
4. 根据权利要求书1所述的一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，其特征在于，所述换热方式是采用耐高温换热器。
5.根据权利要求书1所述的一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，其特征在于，所述降温过程采用热电偶测试。
6.根据权利要求书1所述的一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，其特征在于，所述铸体根据铸件几何形状确定浇注温度为1420-1500度，水韧处理温度1000度至1150度，由高温降至所需温度实施水韧处理。
7.根据权利要求书1所述的一种高锰钢及部分合金钢余热热处理方法，其特征在于，所述降温过程可以采用真空泵有机降温，也可以采用自然降温。
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Cited By (1)
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| CN105087885A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-11-25 | 北京金煤创业进出口有限公司 | 高锰钢真空铸造余温水韧热处理工艺 |
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