CN106854691A - 钢件热处理工艺、使用该热处理工艺的钢件锻压方法及热处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢件热处理工艺、使用该热处理工艺的钢件锻压方法及热处理装置，热处理工艺包括热处理过程和退火冷却过程，热处理过程后进行退火冷却，退火冷却后进入锻压成型工序；热处理和退火冷却过程分别采用加热装置和退火装置完成，热处理部分具有四个加热区域；钢件进入退火装置进退火冷却，在热处理和退火冷却过程中均有氮气对钢件表面进行防氧化保护。本发明通过在锻压成型之前采用热处理设备对钢件进行热处理，热处理完成后进行退火处理，由于钢件经过热处理后会软化金属组织，再经过锻压成型时可有效提升产品的走料及饱满度，达到一次锻压即可完成成型，从而可以提高加工效率，缩短加工周期，降低生产成本，并提高产品的品质。

Description

钢件热处理工艺、使用该热处理工艺的钢件锻压方法及热处 理装置

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体涉及一种钢质材料钢件的处理工艺及相关装置。

背景技术

钢质材料产品由于具有高硬度、高结构强度等优点，而不锈钢则更是还具有高光泽度及不生锈的优点，因此被广泛应用于制造各种设备和工具。由于钢质材料钢件加工难度大，一般采用锻压成型，如专利号为ZL201410658958.X的发明专利揭示了一种手机外壳的制备方法，其加工步骤首先就是对金属基板进行冲压加工。然而，由于钢质材料钢件的硬度和强度高，产品成型走料困难，影响饱满度，需增加锻压次数才能达到要求。这就会进而导致以下几个问题，第一，多次锻压过程会对钢件本身的物理结构造成损伤，从而影响最终产品的质量，并且也会导致钢件报废率上升；第二，多次锻压操作也会对冲头或模具等机构造成损伤，降低其使用寿命，增加生产成本；第三，由于需增加锻压次数才能达到要求，从而也增加了该工序的时间，拉长了产品制造周期，不利于提高企业的生产效率和加工竞争力。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种工艺更合理、能使钢件更易于加工、能缩短产品生产周期的钢件热处理工艺、使用该热处理工艺的钢件锻压方法及钢件热处理装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种钢件热处理工艺，其特征在于：包括有热处理过程和退火冷却过程，热处理后进行退火处理；

对钢件进行热处理，将钢件依次通过温度为950℃±10℃、1050℃±10℃、1080℃±10℃和1080℃±10℃的四个加热区域，加热过程中充入氮气对钢件表面进行保护；

对经加热过的钢件进行退火处理，将钢件送入在氮气保护下、温度不超过25度的环境下冷却。

优选地，所述氮气的来源为液氨，液氨经分解炉分解为氮气及氢气，氢气燃烧对加热区域进行加热，氮气则为热处理过程与退火过程中的钢件提供保护；所述氮气的充入速度为0.25-1.0m³/h。

优选地，所述钢件的退火处理过程中采用常温水作为冷却介质，所述冷却介质的温度为15-25℃之间，所述冷却介质流动于一中空的冷却管中，所述钢件在所述冷却管的中心孔内匀速向前移动。

优选地，所述钢件匀速通过四个加热区域，通过四个加热区域的总时间为28-32分钟，且所述钢件在每个加热区域中通过的时间相等。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种使用前述热处理工艺的钢件锻压方法，在钢件进行热处理之前还包括对钢件初步成型的冲锻压操作，冲锻压之后进行退火处理，退火处理后经过热处理工艺再进行锻压成型操作。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种一种应用于前述钢件热处理工艺的热处理装置，包括有加热装置、退火装置及控制机构；

所述加热装置包括加热一区、加热二区、加热三区和加热四区共四个加热区域，四个加热区域按钢件行进的方向依次紧贴排列设置，四个加热区域均为封闭式结构，加热区的两侧设有钢件通过口；加热区连接有氮气充入装置；

所述退火装置为管状结构的冷却管，在冷却管的中心具有钢件移动通道，钢件移动通道由冷却管的管壁围绕而成，冷却介质采用常温水，冷却介质从钢件移动通道周围流过；所述钢件移动通道自所述冷却管的延伸方向贯穿所述冷却管；

所述控制机构控制整个热处理装置的运转。

进一步地，还包括有液氨分解炉，所述液氨分解炉将液氨分解为氢气与氮气，所述氢气进入所述加热装置燃烧以提供热能，所述氮气充入加热装置与退火装置中以保护所述钢件不被氧化。

进一步地，在加热一区的前方设有进料导槽，进料导槽为双轨结构，其与加热一区前端面的两钢件通过口对接；在冷却管的尾端对接设置有出料导槽，冷却管和出料导槽同样也为双轨结构。

进一步地，还包括基座，所述加热装置安装于所述基座上，所述基座具有端头和端尾，端头与端尾之间为退火热处理区，端头和端尾凸出于退火热处理区表面且相互齐平；所述控制机构包括有温度及氨量控制箱；进料导槽位于端头之上，出料导槽位于端尾之上，各加热区域、冷却管和温度及氨量控制箱位于退火热处理区中，冷却管构成桥状结构。

优选地，所述钢件匀速通过所述四个加热区域，通过四个加热区域的总时间为28-32分钟，所述钢件在每个加热区域中通过的时间相等。

本发明通过在锻压成型之前采用热处理设备对钢件进行热处理，热处理完成后进行退火处理，然后再进入锻压成型工序，改变传统技术中不经处理直接对钢件进行锻压成导致需要多次锻压操作才能完成成型的做法；由于钢件经过热处理后会软化金属组织，再经过锻压成型时可有效提升产品的走料及饱满度，达到一次锻压即可完成成型，从而可以提高加工效率，缩短加工周期，降低生产成本，并提高产品的品质。

附图说明

图1为本发明处理流程示意图；

图2为本发明加热装置结构示意图；

图3为本发明冷却管横截面结构示意图。

图中，1为基座，2为进料导槽，3为加热一区，4为加热二区，5为加热三区，6为加热四区，7为钢件通过口，8为冷却管，9为温度及氨量控制箱，10为出料导槽，11为退火热处理区，12为端头，13为端尾，14为冷却介质，15为钢件，16为钢件移动通道。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附 图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

本实施例中，参照图1，所述钢件热处理工艺，包括有热处理过程和退火冷却过程，热处理后进行退火处理；

对钢件进行热处理，将钢件依次通过温度为950℃、1050℃、1080℃和1080℃的四个加热区域，加热过程中充入氮气对钢件表面进行保护；四加热区域的温度浮动范围为±10℃，如一区温度可为940-960℃之间。

对经加热过的钢件进行退火处理，将钢件送入在氮气保护下、温度为15℃、20℃或25℃的环境下冷却，其中最佳冷却温度为20℃（当然，15-25℃的温度范围内均可）。该退火处理过程中优选采用常温水作为冷却介质，冷却介质流动于一中空的冷却管中，所述钢件在所述冷却管的中心孔内匀速向前移动。

所述氮气的来源为液氨，液氨经分解炉（未图示）分解为氮气及氢气，氢气燃烧对加热区域进行加热，氮气则为热处理过程与退火过程中的钢件提供保护；所述氮气的充入速度为0.25 m³/h 、0.5 m³/h 或1.0 m³/h （当然，充入速度在0.25-1.0m³/h之间均可）。

所述钢件匀速通过四个加热区域，通过四个加热区域的总时间为28分钟、30分钟或32分钟，最佳为30分钟（当然28-32分钟之间均可），因是匀速通过，因此钢件在每个加热区域中通过的时间相等。

使用该热处理工艺的钢件锻压方法，在钢件进行热处理之前还包括对钢件初步成型的冲锻压操作，冲锻压之后进行退火处理，退火处理后经过热处理工艺再进行锻压成型操作。

参照图2和图3，该应用于前述钢件热处理工艺中的热处理装置，包括有加热装置、退火装置及控制机构；

所述加热装置包括加热一区3、加热二区4、加热三区5和加热四区6共四个加热区域，四个加热区域按钢件15行进的方向依次紧贴排列设置，四个加热区域均为封闭式结构，加热区的两侧设有钢件通过口7；加热区连接有氮气充入装置（未图示）；

所述退火装置为管状结构的冷却管8，在冷却管8的中心具有钢件移动通道16，钢件移动通道16由冷却管8的管壁围绕而成，冷却介质14采用常温水，冷却介质14从钢件移动通道16周围流过；所述钢件移动通道16自所述冷却管8的延伸方向贯穿所述冷却管8；

所述控制机构控制整个热处理装置的运转。

还包括有液氨分解炉（未图示），所述液氨分解炉将液氨分解为氢气与氮气，所述氢气进入所述加热装置燃烧以提供热能，所述氮气充入加热装置与退火装置中以保护所述钢件15不被氧化。

在加热一区3的前方设有进料导槽2，进料导槽2为双轨结构（也就是有两条，当然这仅是一种实施方式，实际上进料导槽2的数量可以根据实际需求灵活设置），其与加热一区3前端面的两钢件通过口7对接；在冷却管8的尾端对接设置有出料导槽10，冷却管8和出料导槽10同样也为双轨结构（两者的数量同样可以根据实际需求灵活设置）。

还包括基座1，所述加热装置安装于所述基座1上，所述基座1具有端头12和端尾13，端头12与端尾13之间为退火热处理区11，端头12和端尾13凸出于退火热处理区11表面且相互齐平；所述控制机构包括有温度及氨量控制箱9；进料导槽2位于端头12之上，出料导槽10位于端尾13之上，各加热区域、冷却管和温度及氨量控制箱位于退火热处理区中，冷却管构成桥状结构。

所述钢件15匀速通过所述四个加热区域，通过四个加热区域的总时间为28-32分钟，所述钢件在每个加热区域中通过的时间相等。

在设备温度升高至设定温度后，钢件15以传送带的方式从进料端（进料导槽2）摆放好在后自动传送至加热区，同样以流动的方式从加热区传送至冷却管8，整个过程为连续性的，中间不停顿。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种钢件热处理工艺，其特征在于：包括有热处理过程和退火冷却过程，热处理后进行退火处理；

对钢件进行热处理，将钢件依次通过温度为950℃±10℃、1050℃±10℃、1080℃±10℃和1080℃±10℃的四个加热区域，加热过程中充入氮气对钢件表面进行保护；

对经加热过的钢件进行退火处理，将钢件送入在氮气保护下、温度不超过25度的环境下冷却。

2.根据权利要求1所述的钢件热处理工艺，其特征在于：所述氮气的来源为液氨，液氨经分解炉分解为氮气及氢气，氢气燃烧对加热区域进行加热，氮气则为热处理过程与退火过程中的钢件提供保护；所述氮气的充入速度为0.25-1.0m³/h。

3.根据权利要求1所述的钢件热处理工艺，其特征在于：所述钢件的退火处理过程中采用常温水作为冷却介质，所述冷却介质的温度为15-25℃之间，所述冷却介质流动于一中空的冷却管中，所述钢件在所述冷却管的中心孔内匀速向前移动。

4.根据权利要求1所述的钢件热处理工艺，其特征在于：所述钢件匀速通过四个加热区域，通过四个加热区域的总时间为28-32分钟，且所述钢件在每个加热区域中通过的时间相等。

5.一种使用权利要求1-4任一项所述的钢件热处理工艺的锻压方法，其特征在于：在钢件进行热处理之前还包括对钢件初步成型的冲锻压操作，冲锻压之后进行退火处理，退火处理后经过所述热处理工艺处理，再进行锻压成型操作。

6.一种应用于权利要求1所述的钢件热处理工艺的热处理装置，其特征在于：该热处理装置包括有加热装置、退火装置及控制机构；

所述加热装置包括加热一区、加热二区、加热三区和加热四区共四个加热区域，四个加热区域按钢件行进的方向依次紧贴排列设置，四个加热区域均为封闭式结构，加热区的两侧设有钢件通过口；加热区连接有氮气充入装置；

所述退火装置为管状结构的冷却管，在冷却管的中心具有钢件移动通道，钢件移动通道由冷却管的管壁围绕而成，冷却介质采用常温水，冷却介质从钢件移动通道周围流过；所述钢件移动通道自所述冷却管的延伸方向贯穿所述冷却管；

所述控制机构控制整个热处理装置的运转。

7.根据权利要求6所述的热处理装置，其特征在于：还包括有液氨分解炉，所述液氨分解炉将液氨分解为氢气与氮气，所述氢气进入所述加热装置燃烧以提供热能，所述氮气充入加热装置与退火装置中以保护所述钢件不被氧化。

8.根据权利要求6所述的热处理装置，其特征在于：在加热一区的前方设有进料导槽，进料导槽为双轨结构，其与加热一区前端面的两钢件通过口对接；在冷却管的尾端对接设置有出料导槽，冷却管和出料导槽同样也为双轨结构。

9.根据权利要求8所述的热处理装置，其特征在于：还包括基座，所述加热装置安装于所述基座上，所述基座具有端头和端尾，端头与端尾之间为退火热处理区，端头和端尾凸出于退火热处理区表面且相互齐平；所述控制机构包括有温度及氨量控制箱；进料导槽位于端头之上，出料导槽位于端尾之上，各加热区域、冷却管和温度及氨量控制箱位于退火热处理区中，冷却管构成桥状结构。

10.根据权利要求6所述的热处理装置，其特征在于：所述钢件匀速通过所述四个加热区域，通过四个加热区域的总时间为28-32分钟，所述钢件在每个加热区域中通过的时间相等。