CN107267716A - 一种复合热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合热处理工艺，属于金属热处理技术领域。该复合热处理工艺包括以下步骤：㈠一次加热，㈡风冷，㈢空冷，㈣一次回火，㈤二次加热，㈥水冷，㈦二次回火，㈧淬火，㈨取出工件进行清洗、烘干，复合热处理完成；本发明的复合热处理工艺在每次回火前都增加了加热步骤，能够很好的使工件释放其中的残余应力，延长使用寿命，并且本发明的复合热处理工艺在淬火加热后采用雾状的淬火液冷却和水槽水冷，通过两种快速降温方式，提升了工件的淬火效果。

Description

一种复合热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种复合热处理工艺，属于金属热处理技术领域。
背景技术
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断；目前的金属热处理工艺，一般加热和回火的次数较少，热处理效果往往达不到预期，并且金属容易残留较多的加工应力，直接影响使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种多次加热和回火的复合热处理工艺。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种复合热处理工艺，具体包括以下步骤：
㈠一次加热：将工件加热至850-875℃，并保温25-30min；
㈡风冷：采用风冷以7-9℃/s的冷却速率将工件加速冷却至450-470℃；
㈢空冷：将风冷后的工件再空冷至室温；
㈣一次回火：将工件加热至750-770℃回火35-40min后，待温30-35s，使工件温度均匀化，之后采用水冷以13-15℃/s的冷却速率加速冷却至400-430℃后，再空冷至室温；
㈤二次加热：将工件加热至620-625℃，并保温35-40min；
㈥水冷：采用水冷将工件以13-15℃/s的冷却速率冷却至室温；
㈦二次回火：将工件加热至650-675℃回火55-65min后空冷至室温；
技术效果：本发明的复合热处理工艺在每次回火前都增加了加热步骤，能够很好的使工件释放其中的残余应力，延长使用寿命；在第一次加热后采用风冷和空冷相结合的方式，以不同的降温速率冷却工件，加快了工件的应力释放速度15%-20%；在第二次加热后采用水冷的方式，快速降温，与第一次加热、冷却和回火配合，能够使得工件的应力释放更加彻底；
本发明中采用两次回火工艺，第一次回火能够回转奥氏体在板条界或板条束界上形成，并在保温过程中进一步富集合金元素以提高稳定性；铁素体板条束在保温过程中则发生回复，同时铁素体中的有害元素也被排至回转奥氏体中，从而改善了基体性能；
第二次回火能够在保证强度的前提下使回转奥氏体富集足够多的合金元素，使少网状碳化物，使组织更为均匀，能够保持结构稳定，进一步增强接触疲劳强度和冲击韧性；因为，夹具加热过程中会由于碳化物液析变得硬而脆，它的危害性与脆性夹杂物相同，网状碳化物降低钢的冲击韧性，并使之组织不均匀；
㈧淬火
a、将经二次回火处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，淬火保温温度为700℃±20℃，保温时间为3.5～4.5h；
b、工件淬火加热完成后采用雾状的淬火液以23-26℃/s的冷却速率将工件冷至330-350℃；
c、将用淬火液冷却后的工件快速放入水槽水冷20-25分钟，水冷过程中工件需要左右摆动，冷却槽水温控制在25～35℃；
本发明在淬火加热后采用雾状的淬火液冷却和水槽水冷，通过两种快速降温方式，提升了工件的淬火效果；同时，淬火液防锈性能和清净能力强，并且冷却速率适中，改善了工件冷却过程中的变形、开裂问题，并且具有优异的防锈性能，能有效的保护淬火工件，提高了工件质量，进一步延长了工件的使用寿命2-3倍。
其中淬火液中各成分的质量百分比成分为：聚乙烯醇:3.31-3.52%、聚亚烷基二醇:1.22-1.34%、PH调节剂:2.63-2.95%、防腐蚀剂：1.43-2.66%、抑垢剂：1.13-1.35%、清洗分散剂：1.12-1.36%、消泡剂：2.15-2.33%、杀菌剂：0.64-0.88%、聚亚烷基二醇：1.43-1.66％、苯甲酸钠：0.89-1.16％，葵二酸：0.89-0.96％，辛酸：0.59-0.75％，亚磷酸钠：0.55-0.76％，钼酸钾：1.21-1.36％，抗氧化剂：0.19-0.26％，余量为水；
㈨取出工件进行清洗、烘干，复合热处理完成。
作为本发明的优选技术方案：
进一步的，前述的复合热处理工艺，PH调节剂为三乙醇胺。
前述的复合热处理工艺，防腐蚀剂为有机羧酸类、多元羧酸类及其衍生物、氨基酸类及其衍生物中的一种。
前述的复合热处理工艺，抑垢剂为氨基甲基磷酸。
前述的复合热处理工艺，清洗分散剂为非离子表面活性剂、聚醚类衍生物中的一种或几种。
前述的复合热处理工艺，消泡剂为聚乙二醇类中的一种。
前述的复合热处理工艺，杀菌剂为异噻唑啉酮类中的一种或几种。
本发明的复合热处理工艺进行了两次回火并且在每次回火前都增加了加热步骤，能够很好的使工件释放其中的残余应力，延长使用寿命。而且淬火加热后采用雾状的淬火液冷却，该淬火液防锈性能和清净能力强，并且冷却速率适中，改善了工件冷却过程中的变形、开裂问题，并且具有优异的防锈性能，能有效的保护淬火工件，提高了工件质量。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种复合热处理工艺，具体包括以下步骤：
㈠一次加热：将工件加热至860℃，并保温25min；
㈡风冷：采用风冷以7℃/s的冷却速率将工件加速冷却至450℃；
㈢空冷：将风冷后的工件再空冷至室温；
㈣一次回火：将工件加热至750℃回火35min后，待温30s，使工件温度均匀化，之后采用水冷以13℃/s的冷却速率加速冷却至400℃后，再空冷至室温；
㈤二次加热：将工件加热至620℃，并保温35min；
㈥水冷：采用水冷将工件以13℃/s的冷却速率冷却至室温；
㈦二次回火：将工件加热至650℃回火55min后空冷至室温；
㈧淬火
a、将经二次回火处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，淬火保温温度为700℃±20℃，保温时间为3.5h；
b、工件淬火加热完成后采用雾状的淬火液以23℃/s的冷却速率将工件冷至330℃；
c、将用淬火液冷却后的工件快速放入水槽水冷20分钟，水冷过程中工件需要左右摆动，冷却槽水温控制在25℃；
其中淬火液中各成分的质量百分比成分为：聚乙烯醇:3.31%、聚亚烷基二醇:1.22%、PH调节剂:2.63%、防腐蚀剂：1.43%、抑垢剂：1.13%、清洗分散剂：1.12%、消泡剂：2.15%、杀菌剂：0.64%、聚亚烷基二醇：1.43％、苯甲酸钠：0.89％，葵二酸：0.89％，辛酸：0.59％，亚磷酸钠：0.55％，钼酸钾：1.21％，抗氧化剂：0.19％，余量为水；
㈨取出工件进行清洗、烘干，复合热处理完成。
淬火液中PH调节剂为三乙醇胺；防腐蚀剂为有机羧酸类，抑垢剂为氨基甲基磷酸；清洗分散剂为非离子表面活性剂，消泡剂为聚乙二醇类；杀菌剂为异噻唑啉酮类。
实施例2
本实施例提供了一种复合热处理工艺，具体包括以下步骤：
㈠一次加热：将工件加热至875℃，并保温30min；
㈡风冷：采用风冷以9℃/s的冷却速率将工件加速冷却至470℃；
㈢空冷：将风冷后的工件再空冷至室温；
㈣一次回火：将工件加热至770℃回火40min后，待温35s，使工件温度均匀化，之后采用水冷以15℃/s的冷却速率加速冷却至430℃后，再空冷至室温；
㈤二次加热：将工件加热至625℃，并保温40min；
㈥水冷：采用水冷将工件以15℃/s的冷却速率冷却至室温；
㈦二次回火：将工件加热至675℃回火65min后空冷至室温；
㈧淬火
a、将经二次回火处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，淬火保温温度为700℃±20℃，保温时间为4.5h；
b、工件淬火加热完成后采用雾状的淬火液以26℃/s的冷却速率将工件冷至350℃；
c、将用淬火液冷却后的工件快速放入水槽水冷25分钟，水冷过程中工件需要左右摆动，冷却槽水温控制在35℃；
其中淬火液中各成分的质量百分比成分为：聚乙烯醇:3.52%、聚亚烷基二醇:1.29%、PH调节剂:2.68%、防腐蚀剂：2.36%、抑垢剂：1.35%、清洗分散剂：1.18%、消泡剂：2.33%、杀菌剂：0.81%、聚亚烷基二醇：1.66％、苯甲酸钠：1.16％，葵二酸：0.96％，辛酸：0.75％，亚磷酸钠：0.76％，钼酸钾：1.36％，抗氧化剂：0.26％，余量为水；
㈨取出工件进行清洗、烘干，复合热处理完成。
淬火液中PH调节剂为三乙醇胺；防腐蚀剂为氨基酸类；抑垢剂为氨基甲基磷酸；清洗分散剂为聚醚类衍生物，消泡剂为聚乙二醇类；杀菌剂为异噻唑啉酮类。
实施例3
本实施例提供了一种复合热处理工艺，具体包括以下步骤：
㈠一次加热：将工件加热至860℃，并保温28min；
㈡风冷：采用风冷以8℃/s的冷却速率将工件加速冷却至460℃；
㈢空冷：将风冷后的工件再空冷至室温；
㈣一次回火：将工件加热至760℃回火38min后，待温33s，使工件温度均匀化，之后采用水冷以14℃/s的冷却速率加速冷却至420℃后，再空冷至室温；
㈤二次加热：将工件加热至623℃，并保温36min；
㈥水冷：采用水冷将工件以14℃/s的冷却速率冷却至室温；
㈦二次回火：将工件加热至665℃回火58min后空冷至室温；
㈧淬火
a、将经二次回火处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，淬火保温温度为700℃±20℃，保温时间为3.8h；
b、工件淬火加热完成后采用雾状的淬火液以24℃/s的冷却速率将工件冷至340℃；
c、将用淬火液冷却后的工件快速放入水槽水冷23分钟，水冷过程中工件需要左右摆动，冷却槽水温控制在28℃；
其中淬火液中各成分的质量百分比成分为：聚乙烯醇:3.43%、聚亚烷基二醇:1.27%、PH调节剂:2.76%、防腐蚀剂：1.51%、抑垢剂：1.25%、清洗分散剂：1.26%、消泡剂：2.21%、杀菌剂：0.75%、聚亚烷基二醇：1.56％、苯甲酸钠：0.94％，葵二酸：0.91％，辛酸：0.67％，亚磷酸钠：0.63％，钼酸钾：1.26％，抗氧化剂：0.21％，余量为水；
㈨取出工件进行清洗、烘干，复合热处理完成。
淬火液中PH调节剂为三乙醇胺；防腐蚀剂为氨基酸类；抑垢剂为氨基甲基磷酸；清洗分散剂为聚醚类衍生物，消泡剂为聚乙二醇类；杀菌剂为异噻唑啉酮类。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种复合热处理工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
㈠一次加热：将工件加热至850-875℃，并保温25-30min；
㈡风冷：采用风冷以7-9℃/s的冷却速率将工件加速冷却至450-470℃；
㈢空冷：将风冷后的工件再空冷至室温；
㈣一次回火：将工件加热至750-770℃回火35-40min后，待温30-35s，使工件温度均匀化，之后采用水冷以13-15℃/s的冷却速率加速冷却至400-430℃后，再空冷至室温；
㈤二次加热：将工件加热至620-625℃，并保温35-40min；
㈥水冷：采用水冷将工件以13-15℃/s的冷却速率冷却至室温；
㈦二次回火：将工件加热至650-675℃回火55-65min后空冷至室温；
㈧淬火
a、将经二次回火处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，淬火保温温度为700℃±20℃，保温时间为3.5～4.5h；
b、工件淬火加热完成后采用雾状的淬火液以23-26℃/s的冷却速率将工件冷至330-350℃；
c、将用淬火液冷却后的工件快速放入水槽水冷20-25分钟，水冷过程中工件需要左右摆动，冷却槽水温控制在25～35℃；
其中淬火液中各成分的质量百分比成分为：聚乙烯醇:3.31-3.52%、聚亚烷基二醇:1.22-1.34%、PH调节剂:2.63-2.95%、防腐蚀剂：1.43-2.66%、抑垢剂：1.13-1.35%、清洗分散剂：1.12-1.36%、消泡剂：2.15-2.33%、杀菌剂：0.64-0.88%、聚亚烷基二醇：1.43-1.66％、苯甲酸钠：0.89-1.16％，葵二酸：0.89-0.96％，辛酸：0.59-0.75％，亚磷酸钠：0.55-0.76％，钼酸钾：1.21-1.36％，抗氧化剂：0.19-0.26％，余量为水；
㈨取出工件进行清洗、烘干，复合热处理完成。
2.根据权利要求1所述的复合热处理工艺，其特征在于：所述PH调节剂为三乙醇胺。
3.根据权利要求2所述的复合热处理工艺，其特征在于：所述的防腐蚀剂为有机羧酸类、多元羧酸类及其衍生物、氨基酸类及其衍生物中的一种。
4.根据权利要求3所述的复合热处理工艺，其特征在于：所述的抑垢剂为氨基甲基磷酸。
5.根据权利要求4所述的复合热处理工艺，其特征在于：所述的清洗分散剂为非离子表面活性剂、聚醚类衍生物中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的复合热处理工艺，其特征在于：所述的消泡剂为聚乙二醇类中的一种。
7.根据权利要求6所述的复合热处理工艺，其特征在于：所述的杀菌剂为异噻唑啉酮类中的一种或几种。
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