CN108866300B - 一种破碎锤的热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种破碎锤的热处理工艺，涉及热处理技术领域，其技术方案要点是：包括以下步骤：步骤S1：升温工序一，将待处理的工件升温至700‑800℃；步骤S2：真空冷却工序，将工件送入真空炉中，在真空环境下冷却至200‑300℃；步骤S3：升温工序二，将工件送入渗碳炉内，加热至860‑920℃；步骤S4：渗碳工序，在渗碳炉内通入一定碳势的气体进行渗碳；步骤S5：淬火工序，将工件放入淬火油内淬火；步骤S6：清洗工序；步骤S7：回火工序。本热处理工艺通过真空冷却工序，能起到细化金相组织的效果，且工件不易产生形变；通过二次回火工序，极大地消除了工件的内应力，整体提升工件的力学性能；且各工序的温度、持续时间设置合理，热处理后的破碎锤工件质量较好。

Description

一种破碎锤的热处理工艺
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，特别涉及一种破碎锤的热处理工艺。
背景技术
破碎锤为安装于挖掘机动力臂上的工作组件，破碎锤一般由液压进行驱动，破碎锤工作时，破碎锤产生强烈的振动和冲击力将道路、山石破碎，为进一步的道路施工创造条件，因此破碎锤需要有极高的刚度和硬度。现有的生产破碎锤的工艺一般采用渗碳法加强破碎锤的表面硬度。
现有申请公布号为CN104805397A的中国发明专利申请公开了一种齿轮渗碳淬火热处理工艺，包括以下步骤：步骤一：渗碳炉预热；步骤二：调配渗碳剂；步骤三：在渗碳剂中渗碳，温度800-910℃，时间0.5-2.5小时；步骤四：淬火，淬火油温度100-150℃，7小时；步骤五：对齿轮进行清洗；步骤六：回火：500-600℃，3小时。
该热处理工艺为较为典型的渗碳热处理工艺，同样适用于破碎锤的热处理。但破碎锤在预热过程中，存在内外受热不均匀的问题，该现象在大体积的破碎锤中尤为明显；由于热胀冷缩，工件内部容易产生内应力，渗碳后进行淬火时，温度的骤变容易使工件产生形变。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种破碎锤的热处理工艺，能够减少工件的内应力，淬火时工件不易产生形变。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种破碎锤的热处理工艺，其特征是：包括以下步骤：
步骤S1：升温工序一，将待处理的工件升温至700-800℃；
步骤S2：真空冷却工序，将工件送入真空炉中，在真空环境下冷却至200-300℃；
步骤S3：升温工序二，将工件送入渗碳炉内，加热至860-920℃；
步骤S4：渗碳工序，在渗碳炉内通入一定碳势的气体进行渗碳；
步骤S5：淬火工序，将工件放入淬火油内淬火；
步骤S6：清洗工序，取出淬火后的工件在有机溶剂中清洗，然后干燥；
步骤S7：回火工序，将工件放入回火炉内回火。
通过上述技术方案，本工艺在升温工序一和渗碳工序间增加了真空冷却工序，真空冷却的降温过程能使工件的内外温度趋向于均匀，工件内不易产生内应力，且能起到细化金相组织的效果；真空冷却过程中，由于工件不与空气接触，所以工件不会产生氧化。后续进行淬火工序时，即使是大体积的工件，也不易产生形变。
优选的，还包括位于所述步骤S1和步骤S2之间的步骤S11：均温工序，将工件在700-800℃的温度范围内保温3-5h。
通过上述技术方案，均温工序用于使工件的内外温度趋向于均匀。
优选的，所述步骤S4包括步骤S41和步骤S42：
步骤S41：强渗工序，在860-920℃的温度下渗碳3-4h；
步骤S42：扩散工序，在830-880℃的温度下渗碳3-4h，碳势低于所述步骤S41的碳势。
通过上述技术方案，工件在强渗工序时的渗碳效率较高，碳能在较短的时间内渗入较深的深度，但容易产生炭黑；扩散工序的温度、碳势有所降低，减缓了新碳的渗入速度；在渗碳的同时，在工件表面的碳逐渐向深层转移，从而形成更深的渗碳层深，同时促使渗碳层质地均匀，强渗时产生的炭黑基本能在扩散工序完成转移扩散。
优选的，所述步骤S41的碳势为1.20±0.05％，所述步骤S42的碳势为0.80±0.05％。
通过上述技术方案，渗碳气体的碳势对渗碳速度及工件渗碳后的碳含量有较大影响，碳势过低则渗碳速度过慢，碳势过高则容易产生炭黑，步骤S41的碳势为1.20±0.05％、步骤S42的碳势为0.80±0.05％较为优选。
优选的，所述步骤S4所用的渗碳气体为丙烷、乙醇和氨气的混合物。
通过上述技术方案，使用丙烷、乙醇和氨气三者的混合物进行渗碳，与常规的丙烷、乙醇渗碳相比效率更高。
优选的，所述步骤S5的淬火起始时的淬火油温度为120±5℃，淬火油的温度在2-2.5h内逐渐下降至50±5℃。
通过上述技术方案，淬火油的温度可由加热器进行控制，目的为减慢淬火油的温度下降速度，提高淬硬层的致密程度，并减少工件冷缩时产生的变形量。
优选的，所述步骤S7包括步骤S71和步骤S72：
步骤S71：高温回火工序，在280±5℃的温度中回火4h，再彻底冷却至室温；
步骤S72：低温回火工序，在200±5℃的温度中回火12-30h，再自然冷却。
通过上述技术方案，高温回火工序用于保持淬火后工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性，整体提升工件的力学性能。低温回火工序的回火温度较低、时间较长，用于进一步消除工件的内应力，提高韧性并稳定尺寸。
优选的，还包括位于所述步骤S3和步骤S4之间的步骤S40：在工件表面均匀喷涂硫二甘醇溶液。
通过上述技术方案，喷涂的硫二甘醇溶液能够增强工件的淬硬层硬度。
优选的，所述步骤S40中，喷涂的硫二甘醇溶液由硫二甘醇与乙醇混合而成，硫二甘醇与乙醇的体积比为1：6～1:10。
通过上述技术方案，当硫二甘醇与乙醇的体积比为1:6～1:10时，对工件的淬硬层硬度的增强较为显著。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
1、通过真空冷却工序，能起到细化金相组织的效果，且工件不易产生形变；
2、通过二次回火工序，极大地消除了工件的内应力，整体提升工件的力学性能；
3、各工序的温度、持续时间设置合理，热处理后的破碎锤工件质量较好。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
一种破碎锤的热处理工艺，包括以下步骤：
步骤S1：升温工序一，将待处理的工件升温至700-800℃，升温可直接在渗碳炉内进行，此为预加热工序。
步骤S11：均温工序，将工件在700-800℃的温度范围内保温3-5h，均温工序用于使工件的内外温度趋向于均匀。
步骤S2：真空冷却工序，将工件送入真空炉中，在真空环境下冷却至200-300℃；在升温过程中，尺寸较大的破碎锤工件的内外受热容易不均，因热胀冷缩作用，工件内会产生内应力。真空冷却的降温过程能使工件的内外温度趋向于均匀，且能起到细化金相组织的效果，真空冷却的实验数据如下表1所示：
表1：
上述实验结果由金相分析法配合金相显微镜得出，并通过多次实验取平均值。根据本实验数据，采用真空冷却工序后，工件的金相组织颗粒得到了细化，进行渗碳工序时，提高了渗碳的均匀程度，使工件表层拥有更高的硬度，且耐磨性更强。当金相组织颗粒小于50μm的占比大于50％时，工件的脆性明显增加，工件不满足脆性要求，因此真空冷却的温度优选为200-300℃。真空冷却过程中，由于工件不与空气接触，所以工件不会产生氧化。
步骤S3：升温工序二，将工件送入渗碳炉内，加热至860-920℃；该工序用于将工件加热至渗碳工序所需的温度。
步骤S40：渗碳前，在工件表面均匀喷涂硫二甘醇溶液，硫二甘醇溶液由硫二甘醇与乙醇混合而成，硫二甘醇与乙醇的体积比为1：6～1:10。
工件喷涂硫二甘醇溶液后的淬硬层硬度的实验数据如下表2所示：
表2：
上述测出的淬硬层硬度为维氏硬度值，并经多次实验取平均值。根据本实验数据，硫二甘醇与乙醇的体积比为1:6～1:10时，较为显著地增强了工件的淬硬层硬度，使生产出的破碎锤拥有更高的表面硬度。
步骤S4：渗碳工序，在渗碳炉内通入一定碳势的气体进行渗碳；步骤S4具体包括步骤S41和步骤S42：
步骤S41：强渗工序，在860-920℃的温度下渗碳3-4h，碳势为1.20±0.05％；工件在该温度下的渗碳效率较高，碳能在较短的时间内渗入较深的深度，但容易产生炭黑。
步骤S42：扩散工序，在830-880℃的温度下渗碳3-4h，碳势低于步骤S41的碳势，本实施例的扩散工序的碳势为0.80±0.05％。此阶段的温度、碳势有所降低，减缓了新碳的渗入速度；在渗碳的同时，在工件表面的碳逐渐向深层转移，从而形成更深的渗碳层深，同时促使渗碳层质地均匀，强渗时产生的炭黑基本能在扩散工序完成转移扩散。
步骤S4所用的渗碳气体为丙烷、乙醇和氨气的混合物，使用此三者的混合物进行渗碳，与常规的丙烷、乙醇渗碳相比效率更高。
步骤S5：淬火工序，将工件放入淬火油内淬火，淬火起始时的淬火油温度为120±5℃，淬火油的温度在2-2.5h内逐渐下降至50±5℃。淬火油的温度可由加热器进行控制，目的为减慢淬火油的温度下降速度，提高淬硬层的致密程度，并减少工件冷缩时产生的变形量。
步骤S6：清洗工序，取出淬火后的工件在有机溶剂中清洗，然后干燥；
步骤S7：回火工序，回火在回火炉内进行，步骤S7具体包括步骤S71和步骤S72：
步骤S71：高温回火工序，在280±5℃的温度中回火4h，再彻底冷却至室温；
步骤S72：低温回火工序，在200±5℃的温度中回火12-30h，再自然冷却至室温。
其中高温回火工序用于保持淬火后工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性，整体提升工件的力学性能。低温回火工序的回火温度较低、时间较长，用于进一步消除工件的内应力，提高韧性并稳定尺寸。
综上，本破碎锤的热处理工艺采用升温工序一、真空冷却工序、升温工序二、渗碳工序、淬火和回火等工序完成破碎锤的热处理，热处理后的破碎锤具有较高的刚性、硬度和耐磨性能。本热处理工艺的时间、温度配比合理，即使是大体积的破碎锤工件，热处理中也不易产生形变。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (6)

1.一种破碎锤的热处理工艺，其特征是：包括以下步骤：
步骤S1：升温工序一，将待处理的工件升温至700-800℃；
步骤S2：真空冷却工序，将工件送入真空炉中，在真空环境下冷却至200-300℃；
步骤S3：升温工序二，将工件送入渗碳炉内，加热至860-920℃；
步骤S4：渗碳工序，在渗碳炉内通入一定碳势的气体进行渗碳；所述步骤S4包括步骤S41和步骤S42：
步骤S41：强渗工序，在860-920℃的温度下渗碳3-4h；
步骤S42：扩散工序，在830-880℃的温度下渗碳3-4h，碳势低于所述步骤S41的碳势；
步骤S5：淬火工序，将工件放入淬火油内淬火；
步骤S6：清洗工序，取出淬火后的工件在有机溶剂中清洗，然后干燥；
步骤S7：回火工序，将工件放入回火炉内回火。
2.根据权利要求1所述的破碎锤的热处理工艺，其特征是：还包括位于所述步骤S1和步骤S2之间的步骤S11：均温工序，将工件在700-800℃的温度范围内保温3-5h。
3.根据权利要求1所述的破碎锤的热处理工艺，其特征是：所述步骤S41的碳势为1.20±0.05%，所述步骤S42的碳势为0.80±0.05%。
4.根据权利要求1所述的破碎锤的热处理工艺，其特征是：所述步骤S4所用的渗碳气体为丙烷、乙醇和氨气的混合物。
5.根据权利要求1所述的破碎锤的热处理工艺，其特征是：所述步骤S5的淬火起始时的淬火油温度为120±5℃，淬火油的温度在2-2.5h内逐渐下降至50±5℃。
6.根据权利要求1所述的破碎锤的热处理工艺，其特征是：所述步骤S7包括步骤S71和步骤S72：
步骤S71：高温回火工序，在280±5℃的温度中回火4h，再彻底冷却至室温；
步骤S72：低温回火工序，在200±5℃的温度中回火12-30h，再自然冷却。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110387521A (zh) * 2019-06-20 2019-10-29 苏州佳世捷机械有限公司 一种金属表面硬度改性的渗碳热处理方法
CN112095071A (zh) * 2020-10-13 2020-12-18 椿中岛机械(太仓)有限公司 一种轻度渗碳钢球的加工工艺

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005120439A (ja) * 2003-10-17 2005-05-12 Nachi Fujikoshi Corp 真空浸炭炉
CN101574769B (zh) * 2009-05-21 2010-12-08 天津辰龙重工机械有限公司 破碎锤用活塞的表面处理方法
CN105983845A (zh) * 2015-01-31 2016-10-05 重庆展申机械厂 制作20CrMnTi齿轮的方法
CN104630791B (zh) * 2015-02-09 2017-09-26 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 大型重载齿轮的多段式深层渗碳方法
CN106222606B (zh) * 2016-08-31 2019-07-12 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 一种控制渗碳工件非马氏体深度的工艺方法
CN106756753B (zh) * 2016-12-12 2018-10-02 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 低速重载齿轮的渗碳淬火方法

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