CN1051940A - 氩等离子弧对2铬13表面淬火工艺 - Google Patents
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Abstract
一种氩等离子弧对2Cr13表面淬火工艺,采用
等离子喷焊设备产生的氩等离子弧对阀门的2Cr13
密封副的密封面进行扫描加热,使其迅速达到相变温
度以上,空冷自硬,淬硬层在1.5-2mm之间,硬度在
HRC36-54之间,具有工件本体温度低、热变形小、
成本低廉、质量稳定、能自动操作,适合于2Cr13阀
门密封面、机械密封环、模具等平面圆环状工件的表
面淬火,特别适合于直径大于200mm以上的圆环状
工件的淬火。
Description
本发明涉及一种对黑色金属2Cr13表面进行热处理的工艺技术。
现阀门中的密封副另件,一般都采用2Cr13不锈耐酸钢材料制作。但用2Cr13堆焊的密封副表面很难热处理,因2Cr13的堆焊层只有3~4mm,含碳量为0.15%~0.17%,而淬火硬度要求HRC46~54,并要求阀门在使用过程中对水、石油、氨水保持较高的耐腐蚀性。而实际生产中使用氧乙炔焰,盐浴炉淬火、高频淬火,以上方法淬火都存在硬度偏低和不稳定的问题(硬度在HRC43~45),而对直径大于200毫米的密封副,由于高频设备的限制还没办法加工,上述加工方法成本也高。
国外采用高密度能量射束,激光束、电子束装置,但设备造价昂贵,维修难。专利申请号88100221.6“氮等离子弧表面淬火工艺”虽提供了一种成本低廉,可控性好,既能对加热表面起保护作用,又能在表面氮化处理形成耐磨、耐腐蚀的氮化铁组织,提高表面硬度,工艺简便的加工方法。但将氮等离子弧作为淬火热源进行热处理,无任何保护装置使人体受到光幅射及高频电磁场的危害,特别是氮电离过程中产生N2O、NO2、N2O3等和臭氧污染环境,同时也影响人体健康。另外2Cr13经离子氮化或气体氮化后促使(FeCr)3C、(CrFe)23C6等碳化物折出,造成贫铬区,降低耐腐蚀性能,特别是在氨气中的腐蚀率降低,从而破坏了阀门的密封性,因此该淬火工艺还不适合于对2Cr13的热处理。
本发明的目的在于提供一种氩等离子弧对2Cr13表面淬火工艺,成本低廉,性能稳定,能满足对2Cr13另件表面淬火硬度的要求,对环境无污染。
本发明是这样实现的:利用等离子喷焊设备产生的氩等离子弧作为2Cr13表面淬火的热源,改善枪头冷却条件为双循环,采用联合型等离子弧,缩小转弧电流,降低温度,以氩等离子弧的射束对2Cr13表面进行扫描加热,使其迅速达到相变温度以上,靠空冷自硬,淬硬层在1.5~2mm之间,硬度在HRC36~54之间。
图1、本发明加工示意图(工件为闸板):
枪头(1)、工件(2)、斜胎具(3)、旋转台(4)、定位块(5)。
图2、淬火控制程序示意图。
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述:
现以阀门另件密封副(包括闸板和密封圈二部分)材料为2Cr13为例:
为了保证闸板密封面加热均匀,在旋转工作台上安装带斜度的淬火斜胎具,再将闸板工件放在淬火斜胎具上,并用定位块定位,如图1所示,枪头到工件距离在10~16mm间调整,根据不同加工工件而选择。加工密封圈时就不需用斜胎具,工件直接放在旋转台上就行。
用等离子喷焊机作为淬火热源,因氩等离子弧极为稳定,指向性强,不飘动,传热率是氧乙炔焰的20倍,但温度高达14000~32000°K,弧注较为细长,而淬火要求的弧焰温度为3000℃左右,并要稳定柔和,为解决此问题采用联合型等离子弧,缩小转弧电流,以降低温度,保持离子气流量在0.3~0.5m3/小时,促使弧焰膨胀,加热面变宽,如离子气太小,则等离子弧无力且稳定性差。
如图2所示,为使工件表面加热均匀,使枪头在工件表面来回摆动,摆动频率0~140次/分,摆动幅度0.5~15mm,并根据工件及具体技术要求选取适当的线速度100~400mm/分,非弧产生后再引出转弧,仍保留非弧工作,并增大电流,使离子弧在维持足够的方向性基础上,弧底增宽,加热比较分散。同时不断的供应工作气氩离子气。
对此加工件密封副而言,转弧电流或非弧电流过大会使弧焰温度急剧升高,工件过热脱碳以至熔化,而产生粗大的马氏体,回火后材料冲击韧性将会显著下降,如非弧电流太小,弧底不够宽,弧柱细小,加热不匀,出现软点机会增多,如转弧电流太小,温度不够,硬度达不到,或者淬透层很浅。此工件非弧电流控制在90~200安,转弧电流控制在10~50安,激磁电压110伏,非弧电压20伏,转弧电压28伏。
由于采用了联合型等离子弧,非弧电流又很大,因此枪头非常容易发热,以至烧坏。改善枪头冷却条件为双循环,保持水温在35℃以下并注意钨极的“对中”。
工件淬火后的马氏体是一种内压力很高的不稳定组织,闸板必须在8小时内经150°保温一小时,空冷才能应用,否则容易引起开裂(HRC46~54),密封圈必须在8小时内经300°~450°保温一小时,炉冷才能控制变形量(HRC36~44)。
等离子喷焊机加工空间大,可用于200mm~400mm密封副的表面淬火,对于直径大于150mm以上的工件,可改单枪头为双枪头,变手动升降为机械自动升降,可提高效率一倍。
不需要增加设备,充分利用原有设备使一机二用(原有的等离子喷焊设备只用于硬质合金粉末喷焊),此工艺克服了闸板、密封圈2Cr13焊层薄、含碳量低的弱点,使工件淬火硬度高,组织均匀,质量稳定,淬火后工件本体温度低,甚至可用手将工件拿下,不易变形。氩气是惰性气体,用作保护气体,保护2Cr13化学成份的稳定,整个加工过程都密封在保护罩内,用高温离子弧同工件表面接触得到组织的相变化,是一个物理变化过程,因此对周围环境无污染,加工成本只是原氧乙炔焰淬火、盐浴炉淬火、高频淬火的1/3,而硬度可达到优质产品的质量要求。此淬火工艺特别适宜对阀门密封面、机械密封环、模具等平面圆环状工件的热处理。
Claims (2)
1、一种氩等离子弧对2cr13表面淬火工艺,其特征在于利用等离子喷焊设备产生的氩等离子弧,采用联合型等离子弧对2Cr13表面进行扫描加热,迅速达到相变温度以上,空冷自硬,以改变表层硬度的方法。
2、根据权利要求1所述的淬火工艺,其特征在于2Cr13阀门密封副的工艺参数非弧电流控制在90~200安,转弧电流控制在10~50安,激磁电压110伏,非弧电压20伏,转弧电压28伏,摆动频率0~140次/分,摆动幅度0.5~15mm,转动线速度100~400mm/分。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 90102213 CN1051940A (zh) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | 氩等离子弧对2铬13表面淬火工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN 90102213 CN1051940A (zh) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | 氩等离子弧对2铬13表面淬火工艺 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN1051940A true CN1051940A (zh) | 1991-06-05 |
Family
ID=4877422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 90102213 Pending CN1051940A (zh) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | 氩等离子弧对2铬13表面淬火工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1051940A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103343186A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-10-09 | 蚌埠金石等离子热处理科技有限公司 | 可控等离子弧金属表面热处理工艺 |
CN105063545A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-11-18 | 无锡乐华自动化科技有限公司 | 玻璃模具型腔等离子弧喷焊方法 |
-
1990
- 1990-04-12 CN CN 90102213 patent/CN1051940A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103343186A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-10-09 | 蚌埠金石等离子热处理科技有限公司 | 可控等离子弧金属表面热处理工艺 |
CN105063545A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-11-18 | 无锡乐华自动化科技有限公司 | 玻璃模具型腔等离子弧喷焊方法 |
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