CN105779930B - 合金工具钢skd61渗碳调质同步工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合金工具钢的深加工工艺领域,尤其是合金工具钢SKD61渗碳调质同步工艺。该工艺包括以下步骤:S1将SKD61材料预矫直,然后进行材料表面清洗;S2清洗后的SKD61材料于淬火炉管中浇灌煤油,以煤油作为渗碳介质进行渗碳处理;S3渗碳处理后的SKD61材料进行降温、清洗后经回火炉管进行回火工程,回火结束后得到合金工具钢SKD61渗碳材料。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的同步处理工艺可直接对SKD61原材料进行渗碳处理,提供有稳固渗碳层的材料,省去模具配件半成品加工时渗碳处理的需要,缩短了生产周期,又节省了生产成本,更避免了因为渗碳高温工艺导致的配件变形等缺陷,大大提高了模具配件加工的成品率。
Description
技术领域
本发明涉及合金工具钢的深加工工艺,尤其是合金工具钢SKD61生产工艺中的调质渗碳同步处理工艺。
背景技术
随着汽车行业的发展对汽车模具配件原材料的需求也随之增加,其中一种重要的原料为SKD61特殊钢,这种特殊钢广泛用于各种塑胶模具配件制作上,为了使SKD61制作的模具配件具有更好品质,通常会在配件加工中进行渗碳处理,以使工件表面有着更高硬度、高耐磨性和高疲劳强度,但心部仍有高的塑性和韧性。
为了保证配件的渗碳层达到使用标准,现有的渗碳技术一般只是针对SKD61材料制作的模具配件加工半成品进行渗碳处理,待渗碳处理完成后,再继续加工至所需尺寸,按照国家标准GB/T 9450-2005(钢铁渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核),要求钢件渗碳处理后,距表面3倍于淬火硬化层深度处硬度值小于450HV。
现有的渗碳技术,一般都是采用井式真空炉渗碳或是低温传送渗碳,都是针对于模具配件的半成品,目前国内还没任何一家原材料供应厂商可以提供有渗碳层的原材料,国际上也只有日本的一些企业正在进行着类似的尝试,但只能小批量试验,也远远未达到批量生产的水平。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明提供了一种合金工具钢SKD61渗碳调质同步工艺,该工艺采用渗碳和调质相结合,在同一条生产线上,以煤油做为渗碳介质,利用调质处理过程中淬火工序的高温,将SKD61钢的淬火渗碳、回火,以流水线的形式一步到位,生产出带有稳固渗碳层的新型原材料。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案,合金工具钢SKD61渗碳调质同步工艺,包括以下步骤:
S1将SKD61材料预矫直,然后进行材料表面清洗;
S2清洗后的SKD61材料于淬火炉管中浇灌煤油,以煤油作为渗碳介质进行渗碳处理;
S3渗碳处理后的SKD61材料进行降温、清洗后经回火炉管进行回火工程,回火结束后得到合金工具钢SKD61渗碳材料。
优选地,所述的步骤S1具体为:选择中间规格为φ2.3~14.3mm的SKD61材料,经抻直装置进行预矫直后,进行材料表面氧化皮的清洗。
优选地,所述的步骤S2具体为:将淬火炉和回火炉进行升温,清洗后的SKD61材料进入淬火炉中的淬火炉管,当淬火炉管中的温度稳定在1000~1200℃,开启煤油浇灌装置,调节煤油流量表进行渗碳,渗碳时间为3~19min。
优选地,煤油标准的流量为30ml/min。
优选地,所述的步骤S3具体为:表面附着煤油的SKD61材料经送料装置送出淬火炉管进入保温池,经降温、保温处理后再进入清洗池清洗,然后进入回火工程,回火炉管的温度范围是600~700℃,回火时间为4~20min,回火结束后得到合金工具钢SKD61渗碳材料。
优选地,SKD61材料在生产线上的运行速度为430~2671mm/min。
优选地,淬火温度为1080℃,回火温度为640℃。
优选地,淬火炉管两端设点火装置用于废气燃烧处理。
优选地,所述的淬火炉管和回火炉管为双管电阻炉。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的同步处理工艺可直接对SKD61原材料进行渗碳处理,提供有稳固渗碳层的材料,省去模具配件半成品加工时渗碳处理的需要,缩短了生产周期,又节省了生产成本,更避免了因为渗碳高温工艺导致的配件变形等缺陷,大大提高了模具配件加工的成品率。
附图说明
图1为本发明SKD61渗碳层显微检测照片;
图2为本发明SKD61渗碳材料回火后内部组织照片。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述。以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。实施例中所述实验方法如无特殊说明,均为常规方法;如无特殊说明,所述试剂和原料,均可从商业途径获得。实施例1
按照所要生产模具配件的碳化层标准,参照加工时所需要的磨削尺寸,制定出所需碳化层的深度,对于SKD61材料,碳化层深度通常为0.4mm-0.05mm。
具体工艺过程如下:
选用调质生产线上的淬火工艺作为渗碳处理工程,将预渗碳的SKD61材料准备好,SKD61材料可以选择φ2.3~14.3mm范围内的不同尺寸,本实施例中以SKD61材料中间规格φ5.75mm为例,在送料装置的作用下,先经过抻直装置进行简单的预矫直,再通过设置的清洗装置进行SKD61材料表面氧化皮的清洗,以保证SKD61材料表面干净,这样可以避免因为表面杂质影响渗碳层的深度,此时已将淬火炉和回火炉升温,SKD61材料首先进入淬火炉中的淬火炉管—双管电阻炉,在淬火炉管中间处安装有煤油浇灌装置,当淬火温度稳定于1080℃时,开启煤油浇灌装置,调整流量表,保证煤油标准流量为30ml/min,在该条件下,浇灌的煤油在高温环境下完全气化,既保证煤油的量足以进行SKD61材料渗碳又可防止煤油在淬火炉管壁形成大量的堆积产生黑烟,此时表面附着有煤油的SKD61材料在送料装置和牵引机的带动下,在淬火炉管内以设定好的标准速度通过,双管电阻炉两端点火用于废气燃烧处理,整个淬火工程长度为8m。如表1所示为不同规格材料其对应的生产线设定参数。
表1:
实施例2
利用淬火炉管内的高温加热SKD61钢材进行调质并使其表面附着的煤油发生气化分解出活性碳原子,在炉管高温的作用下渗入SKD61钢材表面,形成一层稳固的碳化层,经测定,此时钢材形成的碳化层深度约为0.5-0.7mm之间,表面HV硬度为753-875之间,HRC硬度为62-66之间,心部硬度HRC为50-55。此时无论表面的渗碳层深度及硬度,都已达到后续加工使用的理想状态。如表2所示为实施例1的料样渗碳层检测数值:
表2:
实施例3
对于已经渗碳处理的SKD61钢材进行显微镜检测,观察材料内部组织的形态,采用北京汇龙光电仪器厂生产的XJP-H200系列金相显微镜进行观察,如图1所示,可以从图片上清晰的看到材料边部与内部组织不一样,有一层明显的碳化组织。
实施例4
经过渗碳处理的SKD61材料在牵引机的作用下,穿出双管电阻炉完成淬火及渗碳后进行降温,将材料温度降至20-30℃再进入清洗池清洗,经清洗工艺去除SKD61材料表面因淬火及碳化造成的氧化皮等杂质,清洗工艺结束后进入回火工程。清洗去氧化皮及杂质过程会使SKD61材料本身因去除氧化皮减小0.01mm左右,但并不影响碳化层使用的深度。
清洗后的SKD61进入回火工程进行材料内部的淬火应力的消除,保证材料尺寸和性能稳定,提高材料的热性和塑性,回火炉管内的温度保持约640℃左右,如表3所示为不同规格产品对应的回火工程参数。
表3:
实施例5:
对回火工程结束的SKD61材料进行渗碳层深度检测,如表4所示为φ5.75mm的实验料样渗碳层深度检测数值,将该表数据与表2数据进行对比发现HV相差不大,虽然回火工程也进行了高温加热,但该温度并未达到影响碳化的温度,所以回火并未对碳化层产生影响。
表4:
实施例6:
如图2所示,回火结束后的SKD61材料内部组织变的均匀,但碳化层无论深度还是状态都没有发生改变,仍保持理想的状态。
以上所述,仅为本发明创造较佳的具体实施方式,但本发明创造的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内,根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。
Claims (3)
1.合金工具钢SKD61渗碳调质同步工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1选择中间规格为φ2.3~14.3mm的SKD61材料,经抻直装置进行预矫直后,进行材料表面氧化皮的清洗;
S2将淬火炉和回火炉进行升温,清洗后的SKD61材料进入淬火炉中的淬火炉管,当淬火炉管中的温度稳定在1000~1200℃,开启煤油浇灌装置,调节煤油流量表进行渗碳,渗碳时间为3~19min,煤油标准的流量为30mL /min,SKD61材料在生产线上的运行速度为430~2671mm/min;
S3表面附着煤油的SKD61材料经送料装置送出淬火炉管进入保温池,经降温、保温处理后再进入清洗池清洗,然后进入回火工程,回火炉管的温度范围是600~700℃,回火时间为4~20min,回火结束后得到合金工具钢SKD61渗碳材料;所述的淬火炉管和回火炉管为双管电阻炉。
2.根据权利要求1所述的合金工具钢SKD61渗碳调质同步工艺,其特征在于,淬火温度为1080℃,回火温度为640℃。
3.根据权利要求1所述的合金工具钢SKD61渗碳调质同步工艺,其特征在于,淬火炉管两端设点火装置用于废气燃烧处理。
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