CN1068054A - 用低碳钢生产水泥钉和射钉的工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种用于低碳钢生产水泥钉和射钉的工艺方法， 该工艺方法采用低碳钢线材为原材料，用网带式连续 淬火炉，进行保护气氛下的气体渗碳或者碳氮共渗， 生产水泥钉和射钉，该工艺方法，成本低、工艺性好、 产品质量高。

Description

一种用低碳钢生产水泥钉和射钉的工艺方法，是采用低碳钢线材制做水泥钉和射钉的工艺技术。在砖结构水泥和白灰封面的墙面或地面上，能够安全可靠地穿过水泥和白灰封面钉入砖内以紧固物品或装修用钉。

目前生产水泥钉的方法是选用中碳钢线材或者选用高碳钢线材为原材料，经过机械除锈、酸洗、水清洗、沾灰干燥、拉丝、制钉、中温淬火、低温回火、表面处理，制成的水泥钉和射钉。但上述工艺方法存在如下缺点和不足：成本高，中碳钢线材和高碳钢线材价格比低碳钢线材价格高，每吨市场价要高250～300元，而且货源紧张，采购困难;中碳钢线材和高碳钢线材的拉丝工艺性不如低碳钢线材好。在整个拉丝工序中由于冷作硬化，必须退火1～3次，每次的退火费用是250元/吨;产品回火温度较高（300℃～320℃），造成炉体损耗增大，能源消耗较大，生产中碳钢和高碳钢水泥钉和射钉由于材料强度高，对拉丝机和制钉机设备的损坏程度较严重，设备维修费用高;产品质量不好，中碳钢和高碳钢线材弹性较好，在制钉时校直难度大，容易产生水泥钉和射钉杆弯的缺欠;中碳钢线材和高碳钢线材在制钉工序中卡尖时，容易产生抽尖和散口的缺欠。

鉴于上述技术的缺点和不足，本发明提供一种能降低生产成本，改善工艺性，提高产品质量，采用低碳钢生产水泥钉和射钉的工艺方法。

本发明的目的可通过如下措施达到：选用低碳钢线材，经过机械除锈、酸洗，水清洗、沾白灰、干燥、拉丝、制成水泥钉型和射钉型，再进行渗碳或碳氮共渗，中温淬火、低温回火，表面处理，本工艺的特点是选用了低碳钢线材为原材料，其材质是包括国产甲类普通碳素钢，乙类普通碳素钢和优质碳素钢，其钢中的含量低于0.25%的10＃、15＃、20＃、25＃，15Mn、20Mn、25Mn等牌号的低碳合金钢线材以及进口线材中材材质成分与上述国产线材质相同或者相近的材料。

在制钉工序完后进行气体渗碳，其炉温为860予热，升温到900℃～960℃进行气体渗碳，时间是45分钟～1小时15分钟，淬火的温度为880℃至860℃，低温回火温度200℃～280℃，时间为45分钟～1小时。

如果是碳氮共渗，其炉温为840℃经序热升温到880℃～850℃，时间为45分钟～1小时15分钟，再经10分钟～15分钟保温，再经880℃～860℃的油淬火，然后经200℃～280℃，时间为45分钟～1小时的低温回火处理。

本发明的全部工艺流程如附图1所示叙述如下：将原料如φ6.5mm线材，在除锈机上经过机械除锈后投入3%～5%的硫酸溶液中浸泡13分～18分钟，然后用清水冲洗干净，再将冲洗干净的线材投入温度为80℃～90℃含氧化钙48%～52%的水浆中浸泡10分钟～12分钟后取出，凉干。再进行拉丝工序，当线材延伸率δ＝25%～27%，收缩率ψ＝50%～55%时，拉丝工序道次的拉丝模排布的参考值如下表：

把拉制好的成品线材，在国产Z94系列制钉机上进行常规制钉生产。

在制钉机生产出的钉子，必须在网带式连续渗碳淬火炉进行通气式可控气氛进行渗碳或者碳氮共渗，渗层在钉子直径0.0035～0.004倍，表面含碳量应控制在0.9%～1.1%和淬火处理，然后进行低温回火得到钉子心部低碳马氏体，如附图2和附图3所示。

本发明与现有技术相比，由于用低碳钢为原料实现了制造了水泥钉和射钉任务，由于低碳钢的拉拔工艺性好，在拉丝工序中不需退火，节省了退火工序，节省了费用，由于低碳钢的价格比中碳钢与高碳钢的价格低，而且容易采购，因而降低了制造成本，由于低碳钢的材质比中碳钢和高碳钢软所需拉拔力小，因此对拉丝机和制钉机的损坏轻，也节省维修费;由于低碳钢的拉拔工艺好，拉拔细丝容易，可以解决小规格的水泥钉生产。工人的劳动强度也降低;由于低碳钢的可塑性优于中碳钢和高碳钢，产品的外观质量提高了，主要表现在钉杆弯杆率降低;钉尖成形明显改善，钉尖的抽尖和散口彻底解决了。由于采用了渗碳或者碳氮共渗的热处理工艺，使采用低碳钢线材生产水泥钉和射钉成为现实。

由于网带式连续淬火炉的采用，使本发明的热处理工艺得到保证。尤其是保证了碳氮共渗（880℃）后的等温淬火，得到心部设有缺欠的低碳马氏体。

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明的渗碳热处理工艺图。

图3是本发明的碳氮共渗热处理工艺图。

下面结合附图对本发明作具体实施例描述。

实施例1

用台湾产牌号C1018线材，材质成份如下：

C:0.19%  Mn:0.71%  P:0.02%

S:0.015%  Si:0.3%

工艺过程如下：

经机械除锈后，在3%～5%的硫酸溶液中浸泡15分钟，用清水冲洗干净，然后将清洗干净的线材放入温度为80℃～90℃，含氧化钙为48%～50%的水浆中浸泡10分钟后捞出，待凉干后，开始拉丝生产。在国产D5C×5连续拉丝机上连续拉丝。（各道拉丝机配模如下，Φ5.7、Φ5.0、Φ4.5、Φ4.1、Φ3.7）Φ3.7线材即为制钉用线材。在国产Z94-4自动制钉机上，即可生产Φ3.7×60毫米，经热处理的水泥钉。然后在山东省烟台亚东标准件公司消化吸收瑞士产SAFED牌电炉而制造的“DZL网带式自动连续渗碳淬火炉”上进行保护气氛下的气体渗碳和淬火。渗碳温度：900℃时间50分钟，淬火温度860℃然后在产于该公司的网带式连续回火炉上进行回火，回火温度250℃时间45分钟，经电镀的水泥钉生产完毕。

该水泥钉的主要技术指标如下：

表面硬度：HRC：52～56

心部硬度：HRC：29～34

抗拉强度：σb：1300～1500MRa

冲击韧性：ak＞2000kJ/m²

抗弯强度：6bb≥2300N/mm²

         表面:细小的回火马氏体

金相<

         心部:低碳马氏体

表面无脱碳现象。

实施例2

采用首钢产，牌号AY₃线材，材质化学成份如下：

C：0.18%  Mn0.51%  P0.019%  S：0.014%  Si：0.19%

采用如实施例1相同的工艺过程，淬火温度改为850℃，参阅图2生产射钉。

产品主要技术指标如下：

表面硬度：HRC：56～60

心部硬度：HRC：29～33

抗拉强度：σb≥1400MRa

冲击韧性：ak≥2100kJ/m²

抗弯强度：6bb≥2200N/mm²

      表面为板条状回火马氏体

金相<

     心部为低碳马氏体+屈氏体

表面无脱碳现象。

淬火温度850℃比最佳温度范围880℃～860℃略低，金相心部出现屈氏体，对综合机械性能影响不大。

实施例3

采用与实施例2相同的原材料，采用基本相同的工艺，热处理部分改为880℃碳氮共渗如图3所示，45分钟，880℃油淬火，低温回火温度250℃，时间改为1小时。生产水泥钉和射钉取得相似的技术参数如下：

表面硬度：HRC：58～62

心部硬度：HRC：32～35

抗拉强度：σb：1300～1700MRa

冲击韧性：ak＞2000kJ/m²

抗弯强度：6bb≥2300N/mm²

表面:马氏体+碳化物

金相<

心部:低碳板条马氏体

表面无脱碳现象。

Claims (6)

1、一种用低碳钢生产水泥钉和射钉的工艺方法，包括将原材料线材经过机械除锈、酸洗、水清洗、沾白灰干燥、再经过拉丝、制成水泥钉型和射钉型，再经中温淬火、低温回火、表面处理，其特征在于本工艺方法的原材料是用低碳钢线材，在沾白灰干燥后直接进行机械冷拉丝，制成水泥钉型或射钉型，后再进行渗碳或碳氮共渗；然后进入中温淬火、低温回火工序，完成制钉过程。

2、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于用低碳钢的材质，包括国产甲类普通碳素钢，乙类普通碳素钢和优质碳素钢，其钢中的含碳量低于0.25%的10＃、15＃、20＃、25＃、15Mn、20Mn、25Mn牌号的线材以及进口线材中材质成份与上述国产线材材质相同或相近的材料。

3、根据权利要求1或2的工艺方法，其特征在于将渗碳炉的炉温升到860℃时经予热，升温到900℃～960℃进行气体渗碳，其时间为45分钟～1个小时15分钟，然后予冷10分钟～15分钟，由淬火温度为880℃至860℃，低温回火温度200℃～280℃，时间为45分钟～1小时。

4、根据权利要求1或2的工艺方法，其特征在于碳氮共渗是炉温为840℃经予热升温到880℃～850℃，时间为45分钟～1小时15分钟、经10分钟～15分钟保温，再经880℃～860℃保温后的油淬火，然后经200℃～280℃，时间为45分钟～1小时的低温回火处理。

5、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于渗碳层应控制在钉子的直径0.0035倍至0.004倍，钉子表面的含碳量应控制在0.9%～1.1%之间。

6、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于渗碳淬火炉是网带式连续淬火炉。

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