CN104946858A - 高温短时加热表面强化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温短时加热表面强化处理工艺。利用普通电炉，对需要表面强化的工件进行整体加热，并且是在较高环境温度下，实现工件表面快速奥氏体化，这样表面淬火时奥氏体晶粒细小，能够起到传统表淬类似的快速加热效果。然后根据工件特点，对工件实施浸液淬火，这样就可以避免淬火软带的形成。
Description
技术领域
本发明涉及工件表面强化处理技术领域，特别是涉及高温短时加热表面强化处理工艺。
背景技术
对于局部需要强化的工件，传统的热处理方式为表面淬火，如火焰表淬、感应表淬、激光表面淬火等。这些表淬处理，需要借助专门的设备（如感应淬火的中、高频设备，激光表淬的激光器）或工具（如火焰表淬的喷嘴），这些传统的表面淬火工艺，对于较小成型面，如齿轮的齿面、火车轨道的顶面等能够做到整体强化，效率比较高。但是，对于较大表面，如滚动轴承的滚道、套筒的内外表面、车轮的踏面，都会不可避免的存在淬火软带。这些软带往往会造成工件的过早失效。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种高温短时加热表面强化处理工艺。利用普通电炉，对需要表面强化的工件进行整体加热，并且是在较高环境温度下（比普通淬火奥氏体化温度高），实现工件表面快速奥氏体化，这样表面淬火时奥氏体晶粒细小，能够起到传统表淬类似的快速加热效果。然后根据工件特点，对工件实施浸液淬火，这样就可以避免淬火软带的形成。
本发明的高温短时加热表面强化处理工艺技术方案为，包括以下步骤：
（1）对需要强化的工件表面进行清理和防护，确保表面无油污、毛刺、尖角等缺陷；
（2）将炉子空炉升温至920-950℃，然后装入表面防护好的工件，并将炉温继续设定在920-950℃进行保温，工件在这种高温下，内外表面迅速升温并快速奥氏体化，形成细小的奥氏体组织；
（3）出炉后，迅速将工件淬入20℃～30℃的循环水中，使工件内外表面形成马氏体组织，然后入炉进行低温回火，以消除淬火应力，从而实现工件内外表面均匀强化。
步骤（1）中工件表面防护步骤为：在工件表面均匀涂抹一层水玻璃，10min后再在水玻璃涂层上均匀涂抹一层石墨粉油。
所述的石墨粉油为石墨粉与机油按照重量1:1调和的产物。
步骤（2）中装入表面防护好的工件，保温时间30-60min。
步骤（3）中低温回火温度为150-200℃，时间45-90min。
本发明的有益效果为：本发明的高温短时加热表面强化处理工艺提高了工件内外表面强度和硬度的均匀性，高温短时奥氏体化形成的细小组织，经整体淬火后强硬度更高，整体性能更好，工件使用寿命更高。
附图说明：
图1所示为实施例1传动齿轮防护和装夹图；
图2所示为实施例1传动齿轮高温短时加热表面强化处理曲线；
图3所示为实施例2衬套防护及淬火前加工状况；
图4所示为实施例2衬套高温短时加热表面强化处理工艺曲线。
其中，1-传动齿轮，2-吊装螺栓，3-紧固螺母，4-上盖板，5-耐火纤维毡，6-下盖板，7-防护涂层。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例１
油压机传动齿轮齿面高温短时加热表面强化处理。
其步骤为：
1、对传动齿轮进行防护和装夹，如说明书附图图1所示；
具体步骤为：（1）按照传动齿轮1的尺寸规格，制作好由吊装螺栓2、紧固螺母3、上盖板4和下盖板6组成的工装；（2）将传动齿轮1表面清理干净，确保无油污、毛刺、尖角等缺陷；（3）将传动齿轮和工装装配好，注意，要在传动齿轮1与上盖板4之间，以及传动齿轮1与下盖板6之间加垫耐火纤维毡5；（4）在传动齿轮齿面上均匀涂抹一层水玻璃，10min后，再在水玻璃涂层上均匀涂抹调和好的石墨粉油。
2、热处理时将炉子空炉升温至930℃，然后装入表面防护好的工件，并将炉温继续设定在930℃进行保温，时间30min，工件在这种高温下，内外表面迅速升温并快速奥氏体化，形成细小的奥氏体组织；
3、出炉后，迅速将工件淬入20℃～30℃的循环水中，使工件内外表面形成马氏体组织，然后入炉进行低温回火，低温回火温度为160±10℃，时间45min以消除淬火应力，从而实现工件内外表面均匀强化。具体工艺曲线如说明书附图图2所示。
热处理完成后，传动齿轮齿面硬度检测结果为45-53HRC，防护部位硬度为200-220HB完全满足技术要求。这样就实现了在没有专业表面淬火设备情况下，对传动齿轮齿面完成了表面强化处理。
实施例2
碾环机衬套是碾环机主辊上端的一个零件，其内表面与主辊接触，外表面与轴承接触。在碾环机运转时，衬套内外表面需要较高强度和硬度，以保证碾环机的正常运行。
通过衬套内外表面高温下的快速奥氏体化，尽可能细化奥氏体组织，然后进行整体淬火，以克服表面淬火时容易出现的淬火软带和局部加热与冷却造成的畸变。
碾环机衬套高温短时加热表面强化处理，其步骤为：
1、对衬套表面进行清理和防护，其具体步骤为：（1）将衬套表面清理干净，确保无油污、毛刺、尖角等缺陷；（2）涂抹防护涂层7，具体为：在衬套内表面以及如说明书附图图3所示除外表面上端80mm之外的外表面，均匀涂抹一层水玻璃，10min后，再在水玻璃涂层上均匀涂抹调和好的石墨粉油。
2、热处理时将炉子空炉升温至920℃，然后装入表面防护好的工件，并将炉温继续设定在920℃进行保温，时间60min，工件在这种高温下，内外表面迅速升温并快速奥氏体化，形成细小的奥氏体组织；
3、出炉后，迅速将加热结束的衬套淬入20℃～30℃的循环水中，使工件内外表面形成马氏体组织，然后入炉进行低温回火，低温回火温度为180±10℃，时间1.5h以消除淬火应力，从而实现工件内外表面均匀强化。具体工艺曲线如说明书附图图4所示。
对热处理完的衬套进行硬度检测，衬套外表面42-45HRC，内表面41-46HRC。衬套如果采用传统表面淬火工艺，一方面，局部加热将会导致衬套产生较大畸变，同时，传统表面淬火采用的局部加热、局部冷却的方式，将会在相邻淬火区域之间形成淬火软带，有可能造成工件开裂或过早失效。
Claims (5)
1.一种高温短时加热表面强化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对需要强化的工件表面进行清理和防护，确保表面无油污、毛刺、尖角等缺陷；
（2）将炉子空炉升温至920-950℃，然后装入表面防护好的工件，并将炉温继续设定在920-950℃进行保温，工件在这种高温下，内外表面迅速升温并快速奥氏体化，形成细小的奥氏体组织；
（3）出炉后，迅速将工件淬入20℃～30℃的循环水中，使工件内外表面形成马氏体组织，然后入炉进行低温回火，以消除淬火应力，从而实现工件内外表面均匀强化。
2.根据权利要求1所述的高温短时加热表面强化处理工艺，其特征在于，步骤（1）中工件表面防护步骤为：在工件表面均匀涂抹一层水玻璃，10min后再在水玻璃涂层上均匀涂抹一层石墨粉油。
3.根据权利要求2所述的高温短时加热表面强化处理工艺，其特征在于，所述的石墨粉油为石墨粉与机油按照重量1:1调和的产物。
4.根据权利要求1所述的高温短时加热表面强化处理工艺，其特征在于，步骤（2）中装入表面防护好的工件，保温时间30-60min。
5.根据权利要求1所述的高温短时加热表面强化处理工艺，其特征在于，步骤（3）中低温回火温度为150-200度，时间45-90min。
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