CN104651586B - 马氏体时效不锈钢丝的光亮热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种马氏体时效不锈钢丝的光亮热处理工艺。它的步骤如下：1）选择马氏体时效不锈钢丝作为热处理材料；2）将钢丝用清洗液进行清洗及干燥处理；3）将钢丝装入一个密闭试管中并用还原性粉填充；4）将装有钢丝的试管放在真空退火炉进行抽真空；5）进行光亮热处理。本发明提供的马氏体时效不锈钢丝的光亮热处理工艺简单易行，具备真空热处理与保护热处理的各项优点，还原性粉末在防止不锈钢表面氧化起到了非常重要的作用，并且可以多次重复利用，大大降低了企业的生产成本，此方法适用于医用缝合针、弓丝、鱼钩、弹簧等金属件的处理。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料表面光亮的热处理工艺，尤其涉及一种马氏体时效不锈钢丝的光亮热处理工艺。
背景技术
在时效过程中，钢在含有氧化性气氛中的空气中经过高温加热，其表面就会发生氧化反应，生成一层黑色的氧化皮薄膜。一般氧化铁皮有两种：一种是在高温潮湿的环境中，通过SO2、CO2的催化作用生成的氧化物——铁锈。这种锈层呈红褐色，是由两价和三价的铁与氧的化合物以及结晶水构成的。另一种是在高温下生成的氧化物铁皮，俗称铁鳞，暗黑色或黑褐色。其生成情况有两种：1）是在轧制或焊接时生成的轧制铁皮；2）是在热处理过程中由于氧分压大于铁的平衡氧分压所生成的氧化铁皮（在保护气氛或还原气氛下退火时除外）。
不锈钢的氧化皮主要成分是Cr2O3和NiO，以铬尖晶石（FeO·Cr2O3）和镍尖晶石（NiO·Fe2O3）形态存在。这层氧化皮致密、坚韧，与基体结合牢固，目前国内大多数采取在热处理之后进行酸洗的办法来去除氧化皮，也有用碱浸和混合酸洗的方法去除。
和国内生产的其他同种类不锈钢丝如 ASTM 304L 或ASTM 316L一样，出现的一个较普遍的现象就是在时效后金属表面会生成氧化皮，光亮程度降低，为此不得不在时效以后对钢丝进行表面酸洗抛光处理，或者采取表面镀Cr的方法。而采用酸洗工艺不仅会大量消耗不锈钢基体材料，大大降低钢材的物理性能（如氢脆），而且还会带来一系列的环境污染问题。所以制定合理的光亮热处理工艺，不仅能减少和完全避免金属在加热过程中氧化脱炭，提高零件的耐磨性、疲劳强度和使用寿命，还能减少加工余量，提高生产率，改善表面质量。
超声清洗的主要作用机理是超声空化作用，即存在于液体中的微气泡(称为空化核)在声波的作用下振动, 当声压或声强达到一定值时, 气泡迅速增长闭合, 闭合时在其周围产生1012～1013Pa的压力及局部高温,
从而破坏、分散不溶性污物。超声清洗的特点是速度快、质量高，特别适用于清洗表面形状较复杂的工件。
发明内容
本发明的目的是提供一种马氏体时效不锈钢丝的光亮热处理工艺。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
马氏体时效不锈钢丝的光亮热处理工艺的步骤如下：
1）选择马氏体时效不锈钢丝作为热处理材料；
2）将钢丝用清洗液进行清洗及干燥处理；
3）将钢丝装入一个密闭试管中并用还原性粉填充；
4）将装有钢丝的试管放在真空退火炉进行抽真空；
5）进行光亮热处理。
所述的清洗液为15ml丙酮溶液；超声波清洗15min。
所述的还原性粉末为镁粉、钛粉、碳粉或硅粉，其中，镁粉中的镁含量≥99.99％，粒度为100目，颜色为肉眼看呈银灰色；钛粉的级别为1级，粒度为300目，颜色为肉眼看呈银灰色；碳粉的颜色为肉眼看呈黑色；硅粉的颜色为肉眼看呈深蓝发黑。
所述的光亮热处理工艺为：光亮热处理前的抽真空时间为45min，光亮热处理时间为120min，温度为480℃，压强为0.06~0.08×10-4Pa。
所述的马氏体时效不锈钢丝的名义成分和重量百分比为：C：≤0.02%； Cr：12%；Ni：9%；Mo：4%；Cu：2%；Ti：0.9%；Fe：余量。
本发明提供的马氏体时效不锈钢丝的光亮热处理工艺简单易行，还原性粉末在防止不锈钢表面氧化起到了非常重要的作用，并且可以多次重复利用，大大降低了企业的生产成本，此方法适用于医用缝合针、弓丝、鱼钩、弹簧等金属件的处理。
附图说明
图1是在发明实施例1中添加了还原性粉末（镁粉）的光亮热处理扫描照片；
图2是在发明实施例2中添加了还原性粉末（碳粉）的光亮热处理扫描照片；
图3是在发明实施例3中添加了还原性粉末（硅粉）的光亮热处理扫描照片；
图4是在发明实施例4中添加了还原性粉末（钛粉）的光亮热处理扫描照片；
图5是普通热处理的扫描照片。
具体实施方式
马氏体时效不锈钢丝的光亮热处理工艺的步骤如下：
1）选择马氏体时效不锈钢丝作为热处理材料；
2）将钢丝用清洗液进行清洗及干燥处理；
3）将钢丝装入一个密闭试管中并用还原性粉填充；
4）将装有钢丝的试管放在真空退火炉进行抽真空；
5）进行光亮热处理。
所述的清洗液为15ml丙酮溶液；超声波清洗15min。
所述的还原性粉末为镁粉、钛粉、碳粉或硅粉，其中，镁粉中的镁含量≥99.99％，粒度为100目，颜色为肉眼看呈银灰色；钛粉的级别为1级，粒度为300目，颜色为肉眼看呈银灰色；碳粉的颜色为肉眼看呈黑色；硅粉的颜色为肉眼看呈深蓝发黑。
所述的光亮热处理工艺为：光亮热处理前的抽真空时间为45min，光亮热处理时间为120min，温度为480℃，压强为0.06~0.08×10-4Pa。
所述的马氏体时效不锈钢丝的名义成分和重量百分比为：C：≤0.02%； Cr：12%；Ni：9%；Mo：4%；Cu：2%；Ti：0.9%；Fe：余量。
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：
实施例1
选用的马氏体时效不锈钢丝的合金元素重量百分比及组成：C：≤0.02%； Cr：12%；Ni：9%；Mo：4%；Cu：2%；Ti：0.9%；余量Fe及不可避免的杂质。光亮热处理方法用到的仪器有KQ-50B型超声波清洗器、热处理真空退火炉、中真空计。本实验使用的还原性粉末为镁粉：镁含量≥99.99％，粒度：100目，颜色：肉眼看呈银灰色。首先将钢丝进行清洗及干燥处理；然后把清洗干净的钢丝装入一个密闭试管中并用金属镁粉填充；接着将装有钢丝的试管放在真空退火炉内抽真空至0.06×10-4Pa，时间为45min，最后进行时效处理，炉温480℃，保温时间为120min。试验结果如图1所示。
实施例2
选用的马氏体时效不锈钢丝的合金元素重量百分比及组成：C：≤0.02%； Cr：12%；Ni：9%；Mo：4%；Cu：2%；Ti：0.9%；余量Fe及不可避免的杂质。光亮热处理方法用到的仪器有KQ-50B型超声波清洗器、热处理真空退火炉、中真空计。本实验使用的还原性粉末为碳粉：颜色：肉眼看呈黑色。首先将钢丝进行清洗及干燥处理；然后把清洗干净的钢丝装入一个密闭试管中并用碳粉填充；接着将装有钢丝的试管放在真空退火炉内抽真空至0.06×10-4Pa，时间为45min，最后进行时效处理，炉温480℃，保温时间为120min。试验结果如图2所示。
实施例3
选用的马氏体时效不锈钢丝的合金元素重量百分比及组成：C：≤0.02%； Cr：12%；Ni：9%；Mo：4%；Cu：2%；Ti：0.9%；余量Fe及不可避免的杂质。光亮热处理方法用到的仪器有KQ-50B型超声波清洗器、热处理真空退火炉、中真空计。本实验使用的还原性粉末为硅粉：颜色：肉眼看呈深蓝发黑。首先将钢丝进行清洗及干燥处理；然后把清洗干净的钢丝装入一个密闭试管中并用硅粉填充；接着将装有钢丝的试管放在真空退火炉内抽真空至0.06×10-4Pa，时间为45min，最后进行时效处理，炉温480℃，保温时间为120min。试验结果如图3所示。
实施例4
选用的马氏体时效不锈钢丝的合金元素重量百分比及组成：C：≤0.02%； Cr：12%；Ni：9%；Mo：4%；Cu：2%；Ti：0.9%；余量Fe及不可避免的杂质。光亮热处理方法用到的仪器有KQ-50B型超声波清洗器、热处理真空退火炉、中真空计。本实验使用的还原性粉末为钛粉：级别：1，粒度：300目，颜色：肉眼看呈银灰色。首先将钢丝进行清洗及干燥处理；然后把清洗干净的钢丝装入一个密闭试管中并用钛粉填充；接着将装有钢丝的试管放在真空退火炉内抽真空至0.06×10-4Pa，时间为45min，最后进行时效处理，炉温480℃，保温时间为120min。试验结果如图4所示。
以上所述实验方法仅表达了本发明的实施方式，不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种马氏体时效不锈钢丝的光亮热处理工艺，其特征在于它的步骤如下：
1）选择马氏体时效不锈钢丝作为热处理材料；
2）将钢丝用清洗液进行清洗及干燥处理；
3）将钢丝装入一个密闭试管中并用还原性粉填充；
4）将装有钢丝的试管放在真空退火炉进行抽真空；
5）进行光亮热处理，所述的光亮热处理工艺为：光亮热处理前的抽真空时间为45min，光亮热处理时间为120min，温度为480℃，压强为0.06~0.08×10-4Pa。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的清洗液为15ml丙酮溶液；超声波清洗15min。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的还原性粉末为镁粉、钛粉、碳粉或硅粉，其中，镁粉中的镁含量≥99.99％，粒度为100目，颜色为肉眼看呈银灰色；钛粉的级别为1级，粒度为300目，颜色为肉眼看呈银灰色；碳粉的颜色为肉眼看呈黑色；硅粉的颜色为肉眼看呈深蓝发黑。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述的马氏体时效不锈钢丝的名义成分和重量百分比为：C：≤0.02%； Cr：12%；Ni：9%；Mo：4%；Cu：2%；Ti：0.9%；Fe：余量。
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