CN107435088A - 螺栓的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺栓的热处理工艺,包括以下步骤:去磷、预处理、淬火、油冷、除油和回火步骤。本发明的螺栓的热处理工艺步骤简单、容易操作、淬火效果好,在预热炉和淬火炉中通入氮气可除去其中的空气,避免氧气和产品发生氧化反应,从而避免发生脱碳现象而使螺纹紧固件失效,延长了产品的使用寿命,且阶段式升温淬火处理,可使产品淬火效果更好,提高了产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及螺栓生产技术领域,具体涉及一种螺栓的热处理工艺。
背景技术
高强度紧固件根据技术要求都要进行调质处理,热处理调质是为了提高紧固件的综合机械性能,以满足产品规定的抗拉强度值和屈强比,热处理工艺对高强度紧固件尤其是它的内在质量有着至关重要的影响。调质热处理过程中,一般会从炉外带进来一些氧化气体,氧化气体会与螺栓发生发应,从而造成螺栓表面脱碳,由于表层与内部组织不同而具有不同的膨胀系数,淬火时有可能产生表面裂纹,降低产品质量。传统的热处理工艺是直接将螺栓放入淬火炉中高温淬火,在调质淬火过程中容易出现淬火态硬度不足、淬火态硬度不均、淬火变形超差、淬火开裂等问题。鉴于此,有必要对传统的热处理工艺作出改进。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种淬火效果更好,提高了产品的质量,延长了产品使用寿命的螺栓的热处理工艺。
为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
螺栓的热处理工艺,包括以下步骤:
S1、去磷:将产品放入清洗机中,并倒入清洗液直至产品全部浸泡在清洗液中,调整清洗温度为40~50℃,每隔15min,搅拌一次,清洗2~3h后,将产品取出,放于去磷槽内进行去磷处理;
S2、预处理:将产品放入预热炉中,并向预热炉中持续通入高温氮气,预热2.5~3h后取出,放入渗碳炉中进行渗碳处理;
S3、淬火:将产品放入淬火炉中,并向淬火炉中持续通入氮气,通入氮气30~40min后,将淬火炉温度缓慢升至460~500℃,保持15~20min,进行第一阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至550~700℃,保持20~35min,进行第二阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至750~850℃,保持30~45min,进行第三阶段淬火处理;
S4、油冷:将淬火完成的产品取出放入第一淬火油罐中进行油冷,每隔15min搅拌一次,保持20~30min;取出后放入第二淬火油罐中进行油冷,每隔15min搅拌一次,直至产品温度降至100℃;
S5、除油:将降温后的产品取出静置35~45min,通过冷风吹去产品表面的淬火油;
S6、回火:将除油后的产品放入回火炉中进行回火处理,调节回火温度为110~180℃,回火时间为1.5~3h,进行第一阶段回火处理;升高温度至370~410℃,回火时间为3~6h,进行第二阶段回火处理;回火处理完成后,将产品空冷至室温。
优选地,前述步骤S1中,清洗液由以下组分按质量份组成:乙酸丁酯20~36份、聚乙醇酸10~13份、氨基乙酸16~20份、丙烯酸乙酯13~22份、油酸三乙醇胺盐5~9份、乙醇胺3~16份和水18~26份,可有效除去产品表面的油污,避免其影响淬火效果。
再优选地,前述去磷池内装有去磷液,去磷液选用浓度为2.2~6.5g/L的氢氧化钾溶液或浓度为2.8~6.9g/L氢氧化钠溶液。
更优选地,前述步骤S2中,预热炉中通入的高温氮气为步骤S3中淬火炉中的氮气,高温氮气的流量为2.5~3.5L/h,通过对产品进行预热,可以烘干其表面的清洗液,且避免淬火炉中温度骤然升高而影响产品质量。
进一步优选地,前述步骤S3中,氮气的流量为4~5 L/h,可除去预热炉中的空气,避免氧气和产品发生氧化反应,以避免发生脱碳现象而使螺纹紧固件失效,缩短产品使用寿命。
具体地,前述步骤S3中,淬火炉升温至460~500℃期间的升温速率为30~40℃/min,淬火炉升温至550~700℃期间的升温速率为50~60℃/min,淬火炉升温至750~850℃期间的升温速率为70~90℃/min,阶段式升温淬火处理,可使产品淬火效果更好,提高了产品的质量。
优选地,前述步骤S4中,第一淬火油罐中淬火油的温度为250~300℃,第二淬火油罐中淬火油的温度为50~70℃。
再优选地,前述步骤S5中,冷风的温度为30~35℃,且风速为20~25m/s。
本发明的有益之处在于: 本发明的螺栓的热处理工艺步骤简单、容易操作、淬火效果好,通过对产品进行预热,可以烘干其表面的清洗液,且避免淬火炉中温度骤然升高而影响产品质量;预热炉中使用的高温氮气来自淬火炉中,省去了预热炉中的加热装置,可以节省能耗,降低生产成本;在预热炉和淬火炉中通入氮气可除去其中的空气,避免氧气和产品发生氧化反应,从而避免发生脱碳现象而使螺纹紧固件失效,延长了产品的使用寿命;阶段式升温淬火处理,可使产品淬火效果更好,提高了产品的质量;阶段式油冷处理可有效冷却高温产品,且不损坏产品的质量。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
螺栓的热处理工艺,包括以下步骤:
S1、去磷:将产品放入清洗机中,并倒入清洗液直至产品全部浸泡在清洗液中,调整清洗温度为40℃,每隔15min,搅拌一次,清洗2h后,将产品取出,放于去磷槽内进行去磷处理;
清洗液由以下组分按质量份组成:乙酸丁酯20份、聚乙醇酸10份、氨基乙酸16份、丙烯酸乙酯13份、油酸三乙醇胺盐5份、乙醇胺3份和水18份;去磷池内装有去磷液,去磷液选用浓度为2.2g/L的氢氧化钾溶液;
S2、预处理:将产品放入预热炉中,并向预热炉中持续通入高温氮气,预热2.5h后取出,放入渗碳炉中进行渗碳处理;
S3、淬火:将产品放入淬火炉中,并向淬火炉中持续通入氮气,氮气的流量为4L/h,通入氮气30min后,将淬火炉温度缓慢升至460℃,升温速率为30℃/min,保持15min,进行第一阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至550℃,升温速率为50℃/min,保持20min,进行第二阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至750℃,升温速率为70℃/min,保持30min,进行第三阶段淬火处理;
S4、油冷:将淬火完成的产品取出放入第一淬火油罐中进行油冷,其中淬火油的温度为250℃,每隔15min搅拌一次,保持20min;取出后放入第二淬火油罐中进行油冷,其中淬火油的温度为50℃,每隔15min搅拌一次,直至产品温度降至100℃;
S5、除油:将降温后的产品取出静置35min,通过冷风吹去产品表面的淬火油,冷风的温度为30℃,且风速为20m/s;
S6、回火:将除油后的产品放入回火炉中进行回火处理,调节回火温度为110℃,回火时间为1.5h,进行第一阶段回火处理;升高温度至370℃,回火时间为3h,进行第二阶段回火处理;回火处理完成后,将产品空冷至室温。
本实施例的步骤S2中预热炉中通入的高温氮气为步骤S3中淬火炉中的氮气,且高温氮气的流量为2.5L/h。
实施例2
本实施例与实施例1中的工艺步骤相同,区别在于具体工艺条件,包括以下步骤:
S1、去磷:将产品放入清洗机中,并倒入清洗液直至产品全部浸泡在清洗液中,调整清洗温度为50℃,每隔15min,搅拌一次,清洗3h后,将产品取出,放于去磷槽内进行去磷处理;
清洗液由以下组分按质量份组成:乙酸丁酯36份、聚乙醇酸13份、氨基乙酸20份、丙烯酸乙酯22份、油酸三乙醇胺盐9份、乙醇胺16份和水26份;去磷池内装有去磷液,去磷液选用浓度为6.5g/L的氢氧化钾溶液或浓度为6.9g/L氢氧化钠溶液;
S2、预处理:将产品放入预热炉中,并向预热炉中持续通入高温氮气,预热3h后取出,放入渗碳炉中进行渗碳处理;
S3、淬火:将产品放入淬火炉中,并向淬火炉中持续通入氮气,氮气的流量为5 L/h,通入氮气40min后,将淬火炉温度缓慢升至500℃,升温速率为40℃/min,保持20min,进行第一阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至700℃,升温速率为60℃/min,保持35min,进行第二阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至850℃,升温速率为90℃/min,保持45min,进行第三阶段淬火处理;
S4、油冷:将淬火完成的产品取出放入第一淬火油罐中进行油冷,其中淬火油的温度为300℃,每隔15min搅拌一次,保持30min;取出后放入第二淬火油罐中进行油冷,其中淬火油的温度为70℃,每隔15min搅拌一次,直至产品温度降至100℃;
S5、除油:将降温后的产品取出静置45min,通过冷风吹去产品表面的淬火油,冷风的温度为35℃,且风速为25m/s;
S6、回火:将除油后的产品放入回火炉中进行回火处理,调节回火温度为180℃,回火时间为3h,进行第一阶段回火处理;升高温度至410℃,回火时间为6h,进行第二阶段回火处理;回火处理完成后,将产品空冷至室温。
本实施例的步骤S2中预热炉中通入的高温氮气为步骤S3中淬火炉中的氮气,高温氮气的流量为3.5L/h。
实施例3
本实施例与实施例1中的工艺步骤相同,区别在于具体工艺条件,包括以下步骤:
S1、去磷:将产品放入清洗机中,并倒入清洗液直至产品全部浸泡在清洗液中,调整清洗温度为45℃,每隔15min,搅拌一次,清洗2.5h后,将产品取出,放于去磷槽内进行去磷处理;
清洗液由以下组分按质量份组成:乙酸丁酯28份、聚乙醇酸12份、氨基乙酸18份、丙烯酸乙酯18份、油酸三乙醇胺盐7份、乙醇胺10份和水22份;去磷池内装有去磷液,去磷液选用浓度为4.5g/L的氢氧化钠溶液;
S2、预处理:将产品放入预热炉中,并向预热炉中持续通入高温氮气,预热2.7h后取出,放入渗碳炉中进行渗碳处理;
S3、淬火:将产品放入淬火炉中,并向淬火炉中持续通入氮气,氮气的流量为4.5 L/h,通入氮气35min后,将淬火炉温度缓慢升至480℃,升温速率为35℃/min,保持18min,进行第一阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至575℃,升温速率为55℃/min,保持27min,进行第二阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至800℃,升温速率为80℃/min,保持38min,进行第三阶段淬火处理;
S4、油冷:将淬火完成的产品取出放入第一淬火油罐中进行油冷,其中淬火油的温度为275℃,每隔15min搅拌一次,保持25min;取出后放入第二淬火油罐中进行油冷,其中淬火油的温度为60℃,每隔15min搅拌一次,直至产品温度降至100℃;
S5、除油:将降温后的产品取出静置40min,通过冷风吹去产品表面的淬火油,冷风的温度为33℃,且风速为22m/s;
S6、回火:将除油后的产品放入回火炉中进行回火处理,调节回火温度为145℃,回火时间为2.2h,进行第一阶段回火处理;升高温度至390℃,回火时间为4.5h,进行第二阶段回火处理;回火处理完成后,将产品空冷至室温。
本实施例的步骤S2中预热炉中通入的高温氮气为步骤S3中淬火炉中的氮气,高温氮气的流量为3L/h。
力学性能检测
根据检测结果可知,本发明的热处理工艺处理后的螺栓的强度级别在10.5级以上,符合质量要求。
本发明的螺栓的热处理工艺步骤简单、容易操作、淬火效果好,通过对产品进行预热,可以烘干其表面的清洗液,且避免淬火炉中温度骤然升高而影响产品质量;预热炉中使用的高温氮气来自淬火炉中,省去了预热炉中的加热装置,可以节省能耗,降低生产成本;在预热炉和淬火炉中通入氮气可除去其中的空气,避免氧气和产品发生氧化反应,从而避免发生脱碳现象而使螺纹紧固件失效,延长了产品的使用寿命;阶段式升温淬火处理,可使产品淬火效果更好,提高了产品的质量;阶段式油冷处理可有效冷却高温产品,且不损坏产品的质量。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.螺栓的热处理工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、去磷:将产品放入清洗机中,并倒入清洗液直至产品全部浸泡在清洗液中,调整清洗温度为40~50℃,每隔15min,搅拌一次,清洗2~3h后,将产品取出,放于去磷槽内进行去磷处理;
S2、预处理:将产品放入预热炉中,并向预热炉中持续通入高温氮气,预热2.5~3h后取出,放入渗碳炉中进行渗碳处理;
S3、淬火:将产品放入淬火炉中,并向淬火炉中持续通入氮气,通入氮气30~40min后,将淬火炉温度缓慢升至460~500℃,保持15~20min,进行第一阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至550~700℃,保持20~35min,进行第二阶段淬火处理;再将淬火炉温度缓慢升至750~850℃,保持30~45min,进行第三阶段淬火处理;
S4、油冷:将淬火完成的产品取出放入第一淬火油罐中进行油冷,每隔15min搅拌一次,保持20~30min;取出后放入第二淬火油罐中进行油冷,每隔15min搅拌一次,直至产品温度降至100℃;
S5、除油:将降温后的产品取出静置35~45min,通过冷风吹去产品表面的淬火油;
S6、回火:将除油后的产品放入回火炉中进行回火处理,调节回火温度为110~180℃,回火时间为1.5~3h,进行第一阶段回火处理;升高温度至370~410℃,回火时间为3~6h,进行第二阶段回火处理;回火处理完成后,将产品空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的螺栓的热处理工艺,其特征在于,所述步骤S1中,清洗液由以下组分按质量份组成:乙酸丁酯20~36份、聚乙醇酸10~13份、氨基乙酸16~20份、丙烯酸乙酯13~22份、油酸三乙醇胺盐5~9份、乙醇胺3~16份和水18~26份。
3.根据权利要求1所述的螺栓的热处理工艺,其特征在于,所述步骤S1中,所述去磷池内装有去磷液,所述去磷液选用浓度为2.2~6.5g/L的氢氧化钾溶液或浓度为2.8~6.9g/L氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的螺栓的热处理工艺,其特征在于,所述步骤S2中,预热炉中通入的高温氮气为步骤S3中淬火炉中的氮气,高温氮气的流量为2.5~3.5L/h。
5.根据权利要求1所述的螺栓的热处理工艺,其特征在于,所述步骤S3中,氮气的流量为4~5 L/h。
6.根据权利要求1所述的螺栓的热处理工艺,其特征在于,所述步骤S3中,淬火炉升温至460~500℃期间的升温速率为30~40℃/min,淬火炉升温至550~700℃期间的升温速率为50~60℃/min,淬火炉升温至750~850℃期间的升温速率为70~90℃/min。
7.根据权利要求1所述的螺栓的热处理工艺,其特征在于,所述步骤S4中,第一淬火油罐中淬火油的温度为250~300℃,第二淬火油罐中淬火油的温度为50~70℃。
8.根据权利要求1所述的螺栓的热处理工艺,其特征在于,所述步骤S5中,冷风的温度为30~35℃,且风速为20~25m/s。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171205 |
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