CN109402336B - 钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺 - Google Patents

钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺，包括如下步骤：(1)加热：尺带以匀速的行进方式通过加热装置且在加热装置内加热到880～900℃；(2)冷却：经过所述步骤(1)加热后，尺带以匀速方式通过温度为310～330℃的冷却装置且在所述冷却装置内进行冷却，待尺带穿过冷却装置后由惰性气体将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带；(3)清洗：经过所述步骤(2)后，尺带以匀速的运行方式通过清洗装置，通过清洗装置后利用惰性气体吹干尺带表面的清洗介质。该淬火工艺耐磨性能优良，在保持高硬度的同时还可以保持良好的韧性，不需要回火工序，简化了工序，降低了成本，提高了生产效率。

Description

钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺
技术领域
本发明涉及热处理工艺淬火领域，特别涉及一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺。
背景技术
钢卷尺是一种生活中比较常见的测量工具，是家庭的常用工具之一。由于它使用简单，携带方便，能满足多种物体的测量精度，在多个行业尤其是建筑行业和装修行业受到较为广泛的应用，测量物体长度时，常把钢卷尺的一端固定，然后拉紧钢卷尺，尺带就从尺壳中伸出，利用钢卷尺尺带上所标示的相应数字即可读出物体的长度值，测量结束时，通过尺壳中螺旋尺簧的拉动使尺带在尺壳中盘卷起来，下次使用时再次从尺壳中伸出。测量物体的过程就是一个尺带反复拉伸的过程，因此尺带的质量对钢卷尺的使用寿命具有举足轻重的作用，钢卷尺的尺带一般选用50(A)钢、55(A)钢、60(A)钢等材料，尺带宽度一般从5～30mm，厚度一般从0.08～0.15mm，淬火后的硬度一般为449HV0.2～620HV0.2。由于行业标准QB/T2443-2011《钢卷尺》中对尺带的直线度、挺直度、精度以及表面质量都有严格的要求，而这些参数都和尺带热处理淬火工艺紧密相关，因此尺带的热处理工艺是控制尺带质量好坏的关键因素，尺带的常用热处理淬火工艺流程如下：下料→在连续炉中加热→模板冷却(模板成型)→连续炉回火→出炉冷却，该工艺由于是连续冷却淬火，最后得到马氏体组织，由于针状马氏体组织硬而脆，由此决定了尺带具有较为明显的脆性特征。同时，在回火过程中，常用的回火炉多采用在空气中回火，尺带的表面容易受到部分氧化，由于被氧化的组织和金属的基体组织不一样，因此，其变形系数也不一样，在钢卷尺反复抽拉的过程中，被氧化的表面容易产生细小的微裂纹，从而扩展成裂纹源，显著降低尺带的疲劳寿命。另外，上述工艺采用了连续炉加热，连续炉中间是马弗罐，加热元件是马弗罐外面的电阻丝，电阻丝先通过对马弗罐的加热，马弗罐通过热辐射才完成对尺带的加热，这无疑会加大热量损失，降低电能的利用效率，增加生产成本。
中国专利201710101311.0公开了一种0.1mm×12mm钢卷尺尺带的热处理工艺包括以下步骤：A、下料；B、淬火；尺带在4000～5000mm长的连续加热炉中加热，炉膛温度设定为1000～1050℃、运行速度设定为140～180mm/s匀速运行，尺带行进时以40～60滴/min滴入甲醇；滴加位置在加热炉的进口；在模板中冷却；C、尺带通过模板淬火之后，在6000～8000mm长的连续回火炉中加热回火；D、出炉之后采用氩气吹冷。该工艺最后得到的是马氏体组织，其硬度高，脆性大，疲劳强度低，并且电阻炉先加热马弗罐，再加热尺带，热损失较为严重，电能的利用效率低。
针对上述缺点，急需一种新型的钢卷尺尺带的淬火工艺，既能提高能量的使用效率，从而降低生产成本，又能提高尺带的疲劳强度，降低脆性，延长使用寿命，从而具有良好的经济效益和性价比，增加企业的市场竞争能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺。经过该淬火工艺的尺带具有较高硬度、良好的韧性和优异的力学性能，尺带的热应力和组织应力小、耐磨性能优良，且能耗少，生产成本低，具有良好的经济效益和较高的性价比。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺，包括如下步骤：
(1)加热：尺带以匀速的行进方式通过加热装置且在加热装置内加热到880～900℃；
(2)冷却：经过所述步骤(1)加热后，尺带以匀速方式通过温度为310～330℃的冷却装置且在所述冷却装置内进行冷却，待尺带穿过冷却装置后由惰性气体将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带；
(3)清洗：经过所述步骤(2)后，尺带以匀速的运行方式通过清洗装置，清洗装置利用清洗介质对尺带进行清洗，通过清洗装置后利用惰性气体吹干尺带表面的清洗介质。
进一步地，在上述淬火工艺中，所述加热装置为淬火感应器，所述淬火感应器安装在感应淬火机床上，所述淬火感应器的外周设置有圆筒形的保护装置，所述淬火感应器的感应圈的匝数为多匝；所述冷却装置为等温硝盐炉；所述清洗装置为清水槽；所述清洗介质为水。
进一步地，在上述淬火工艺中，所述保护装置内充满惰性气体，在所述尺带进入所述淬火感应器的进口处能够向所述保护装置内充入所述惰性气体，所述惰性气体的进气速度为8～12L/min。
进一步地，在上述淬火工艺中，所述淬火感应器为方形管结构，所述淬火感应器的长度为400～600mm、所述淬火感应器的截面内壁的边长为8～10mm、壁厚度为1.0～2.5mm。
进一步地，在上述淬火工艺中，在所述步骤(1)中，所述尺带的运行速度为40～60mm/s，在所述步骤(2)和所述步骤(3)中，所述尺带的运行速度同所述步骤(1)中所述尺带的运行速度保持一致。
进一步地，在上述淬火工艺中，所述淬火感应器的感应圈的匝数为30～50匝，所述感应淬火机床功率为150～250KW、频率为5000～8000Hz、直流电流为150～200A。
进一步地，在上述淬火工艺中，在所述步骤(2)中，所述冷却装置中的加热介质为含有水分的硝盐，所述硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2。
进一步地，在上述淬火工艺中，在所述等温硝盐炉内每间隔500mm设置有1个热电偶，每个所述热电偶均连接有电子温控表，所述电子温控表用于精确控制所述等温硝盐炉内的温度。
进一步地，在上述淬火工艺中，所述等温硝盐炉的长度为3000～4000mm；所述清水槽的长度为2000～3000mm。
进一步地，在上述淬火工艺中，所述惰性气体为氩气；在所述步骤(2)中，所述氩气的吹气压力为0.5～0.8Mpa；在所述步骤(3)中，所述氩气的吹气压力为0.5～0.8Mpa。
分析可知，本发明公开的一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺，主要实现了如下技术效果：
一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺，该淬火工艺利用中频加热，单位能耗小，电能转换热能效率高，加热后的尺带进入等温硝盐炉进行淬火，获得下贝氏体组织，下贝氏体组织的热应力和组织应力小，耐磨性能优良，在保持高硬度的同时还可以保持良好的韧性，最后利用清洗槽清洗尺带表面的残盐，不需要回火工序，直接卷积在收料盘上，使淬火工艺简化了工序，降低了成本，提高了生产效率。
具体实施方式
下面将结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
根据本发明的实施例，提供了一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺，该淬火工艺适用于宽度为8～16mm、厚度为0.11～0.16mm的尺带。根据尺带的需求选用相应厚度和材质的钢带进行下料，下料后得到满足厚度和材质要求的尺带，将尺带在清洗剂中进行清洗，除去尺带表面的防锈油。
该淬火工艺包括如下步骤：
一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)加热：尺带以匀速的行进方式通过长度为400～600mm的加热装置且在加热装置内加热到880～900℃。因为在400～600mm的长度范围内，配合一定的运行速度和加热功率，在加热装置内尺带能够完成从室温到880～900℃高温的加热过程，时间太短则加热的温度不够，时间太长则增加能耗。关于880～900℃加热温度的选择，首先是由于加热的时间相对较短，过热度较大，加热速度较快，这就把奥氏体的转变温度从低温向高温推移，因此要选择较高的奥氏体转变温度880～900℃，该温度比正常的加热温度略高；其次，考虑到在此温度下尺带的显微组织已经完成奥氏体相变，没有必要继续加热，如果继续提高加热温度，奥氏体晶粒可能会由于降低自身的表面自由能而长大，从而减少细晶强化效应，降低尺带的力学性能。
(2)冷却：经过步骤(1)加热后，尺带以匀速方式通过长度为3000～4000mm、温度为310～330℃的冷却装置且在冷却装置内进行冷却，待尺带穿过冷却装置后由惰性气体将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带。冷却装置的长度选择3000～4000mm是因为贝氏体转变属于中温转变，其转变过程需要一定的孕育时间，经过多次试验可知，冷却装置在3000～4000mm的长度时，通过冷却装置的时间足够完成下贝氏体的转变，从而满足显微组织的技术要求。另外，选择310～330℃的温度，是因为贝氏体需要等温冷却，其温度要在马氏体转变温度Ms以上，50钢的Ms为300℃，因此要略微高于300℃，但是等温温度也不能太高，首先，温度太高有可能发生上贝氏体转变，这会降低力学性能，其次是温度太高也需要较多的能耗，在310～330℃是最佳的转变温度。
(3)清洗：经过步骤(2)后，尺带以匀速的运行方式通过2000～3000mm的清洗装置，清洗装置利用清洗介质对尺带进行清洗，通过清洗装置后利用惰性气体吹干尺带表面的清洗介质并将其回收到相应的收料盘上。尺带通过清洗装置能够洗去尺带表面的残盐，从而使表面光洁；如果清洗装置的长度太短，则清洗时间太短，残盐不容易洗净，在空气中发生潮解；如果清洗装置的长度太长，则清洗时间太长，完全没有必要，且耗费较多的能源。
进一步地，在步骤(1)中，加热装置为淬火感应器，尺带在淬火感应器内的加热方式为中频感应加热，淬火感应器安装在感应淬火机床上，淬火感应器的外周设置有圆筒形的保护装置，淬火感应器的感应圈的匝数为多匝，淬火感应器通入电流后能够对进入淬火感应器的尺带进行加热。在步骤(2)中，冷却装置为等温硝盐炉，等温硝盐炉内的加热介质为含有水分的硝盐，硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2。在步骤(3)中，清洗装置为清水槽，清水槽用于清洗尺带表面残留的硝盐。如果尺带表面有残留的硝盐，残留的硝盐会在后续程序中潮解，影响尺带的性能和表面光洁度。清洗介质优选为水，因水的成本比较低，水温为50～60℃，50～60℃的水清洗效率高，能够很好的将尺带表面残留的硝盐清理掉。
进一步地，保护装置内充满惰性气体，惰性气体作为保护气体能够防止尺带表面发生氧化反应。优选地，保护装置内的惰性气体为氩气，在尺带进入淬火感应器的进口处能够向保护装置内充入氩气，充入氩气的进气速度为8～12L/min。
进一步地，淬火感应器为方形管结构，淬火感应器的截面内壁的边长为8～10mm、壁厚度为1.0～2.5mm。
进一步地，在步骤(1)中，尺带的运行速度为40～60mm/s，在步骤(2)和步骤(3)中，尺带的运行速度同步骤(1)中尺带的运行速度保持一致。
进一步地，淬火感应器的感应圈的匝数为30～50匝，感应淬火机床功率为150～250KW、频率为5000～8000Hz、直流电流为150～200A。淬火感应器内设置有温度传感器，温度传感器能够监测淬火感应器内尺带的温度，通过调节感应淬火机床的电流能够调节淬火感应器的温度，使尺带满足加热温度。感应淬火机床设置有冷却水管路，冷却水管路用于对淬火感应器的加热管进行冷却，防止淬火感应器过热而被烧坏，冷却水管路的进水温度为18～26℃、水压为0.15～0.25Mpa。
进一步地，在等温硝盐炉内每间隔500mm设置有1个热电偶，每个热电偶均连接有电子温控表，电子温控表用于精确控制等温硝盐炉内的温度。
进一步地，惰性气体为氩气，在步骤(2)中，氩气的吹气压力为0.5～0.8Mpa。在步骤(3)中，氩气的吹气压力为0.5～0.8Mpa。氩气的吹气压力过大增加氩气的使用成本，吹气压力过小则无法将尺带立即吹冷至室温或无法将尺带表面的清洗介质吹干，影响尺带的力学性能，0.5～0.8Mpa的氩气吹气压力的选择，在能够满足技术要求的前提下减少浪费。
经过上述的淬火工艺热处理后，实验尺带的硬度为449～605HV0.2、挺直度为1050～1280mm、抗拉强度为1499～2016N/mm2、疲劳寿命为5500～7000次，完全满足轻工行业标准QB/T2443-2011《钢卷尺》中的相关技术要求。
实施例1：
该实施例的实验尺带厚度为0.11mm、宽度为13mm，根据需求选用相应厚度和材质的钢带进行下料，下料后得到满足厚度和材质要求的尺带，将尺带在清洗剂中进行清洗，除去尺带表面的防锈油。
该淬火工艺包括如下步骤：
(1)加热：尺带以42mm/s的匀速行进方式通过长度为400mm的淬火感应器并在淬火感应器内被加热到886℃。向设置在淬火感应器外周的保护装置内充入氩气的进气速度为8.6L/min；淬火感应器的截面内壁的边长为8.1mm、壁厚度为1.0mm；淬火感应器的感应圈的匝数为32匝；感应淬火机床功率为250KW、频率为5100Hz、直流电流为200A；感应淬火机床冷却水管路的进水温度为19℃、水压为0.15Mpa。
(2)冷却：经过步骤(1)加热后，尺带以与步骤(1)中相同的行进速度通过长度为3010mm、温度为310℃的等温硝盐炉，等温硝盐炉内的加热介质为含有水分的硝盐，硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2，尺带在等温硝盐炉内进行冷却，待尺带穿过等温硝盐炉后由氩气将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带，氩气的吹气压力为0.50Mpa。
(3)清洗：经过步骤(2)后，尺带以与步骤(1)中尺带相同的行进速度通过2000mm的清水槽，利用清水槽清洗尺带表面残留的硝盐，通过清水槽后利用氩气吹干尺带表面的水并将其回收到相应的收料盘上，氩气的吹气压力为0.52Mpa。
经过上述的淬火工艺热处理后，实验尺带的硬度为454HV0.2、挺直度为1054mm、抗拉强度为1566N/mm2、疲劳寿命为5792次，完全满足轻工行业标准QB/T2443-2011《钢卷尺》中的相关技术要求，普通的尺带疲劳寿命一般为4000-4800次，本实施例的尺带具有明显的性能优势。
实施例2：
该实施例的实验尺带厚度为0.12mm、宽度为8mm，根据需求选用相应厚度和材质的钢带进行下料，下料后得到满足厚度和材质要求的尺带，将尺带在清洗剂中进行清洗，除去尺带表面的防锈油。
该淬火工艺包括如下步骤：
(1)加热：尺带以45mm/s的匀速行进方式通过长度为440mm的淬火感应器并在淬火感应器内被加热到882℃。向设置在淬火感应器外周的保护装置内充入氩气的进气速度为9.3L/min；淬火感应器的截面内壁的边长为8.4mm、壁厚度为1.3mm；淬火感应器的感应圈的匝数为35匝；感应淬火机床功率为225KW、频率为5600Hz、直流电流为190A；感应淬火机床冷却水管路的进水温度为20℃、水压为0.17Mpa。
(2)冷却：经过步骤(1)加热后，尺带以与步骤(1)中相同的行进速度通过长度为3200mm、温度为314℃的等温硝盐炉，等温硝盐炉内的加热介质为含有水分的硝盐，硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2，尺带在等温硝盐炉内进行冷却，待尺带穿过等温硝盐炉后由氩气将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带，氩气的吹气压力为0.54Mpa。
(3)清洗：经过步骤(2)后，尺带以与步骤(1)中尺带相同的行进速度通过2000mm的清水槽，利用清水槽清洗尺带表面残留的硝盐，通过清水槽后利用氩气吹干尺带表面的水并将其回收到相应的收料盘上，氩气的吹气压力为0.53Mpa。
经过上述的淬火工艺热处理后，实验尺带的硬度为482HV0.2、挺直度为1097mm、抗拉强度为1637N/mm2、疲劳寿命为6558次，完全满足轻工行业标准QB/T2443-2011《钢卷尺》中的相关技术要求，普通的尺带疲劳寿命一般为4000-4800次，本实施例的尺带具有明显的性能优势。
实施例3：
该实施例的实验尺带厚度为0.13mm、宽度为12mm，根据需求选用相应厚度和材质的钢带进行下料，下料后得到满足厚度和材质要求的尺带，将尺带在清洗剂中进行清洗，除去尺带表面的防锈油。
该淬火工艺包括如下步骤：
(1)加热：尺带以50mm/s的匀速行进方式通过长度为490mm的淬火感应器并在淬火感应器内被加热到887℃。向设置在淬火感应器外周的保护装置内充入氩气的进气速度为10L/min；淬火感应器的截面内壁的边长为8.7mm、壁厚度为1.6mm；淬火感应器的感应圈的匝数为38匝；感应淬火机床功率为220KW、频率为5800Hz、直流电流为175A；感应淬火机床冷却水管路的进水温度为22℃、水压为0.18Mpa。
(2)冷却：经过步骤(1)加热后，尺带以与步骤(1)中相同的行进速度通过长度为3400mm、温度为318℃的等温硝盐炉，等温硝盐炉内的加热介质为含有水分的硝盐，硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2，尺带在等温硝盐炉内进行冷却，待尺带穿过等温硝盐炉后由氩气将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带，氩气的吹气压力为0.61Mpa。
(3)清洗：经过步骤(2)后，尺带以与步骤(1)中尺带相同的行进速度通过2000mm的清水槽，利用清水槽清洗尺带表面残留的硝盐，通过清水槽后利用氩气吹干尺带表面的水并将其回收到相应的收料盘上，氩气的吹气压力为0.59Mpa。
经过上述的淬火工艺热处理后，实验尺带的硬度为523HV0.2、挺直度为1126mm、抗拉强度为1749N/mm2、疲劳寿命为7041次，完全满足轻工行业标准QB/T2443-2011《钢卷尺》中的相关技术要求，普通的尺带疲劳寿命一般为4000-4800次，本实施例的尺带具有明显的性能优势。
实施例4：
该实施例的实验尺带厚度为0.14mm、宽度为14mm，根据需求选用相应厚度和材质的钢带进行下料，下料后得到满足厚度和材质要求的尺带，将尺带在清洗剂中进行清洗，除去尺带表面的防锈油。
该淬火工艺包括如下步骤：
(1)加热：尺带以54mm/s的匀速行进方式通过长度为550mm的淬火感应器并在淬火感应器内被加热到889℃。向设置在淬火感应器外周的保护装置内充入氩气的进气速度为10.4L/min；淬火感应器的截面内壁的边长为9.1mm、壁厚度为2.1mm；淬火感应器的感应圈的匝数为44匝；感应淬火机床功率为210KW、频率为6000Hz、直流电流为180A；感应淬火机床冷却水管路的进水温度为23℃、水压为0.21Mpa。
(2)冷却：经过步骤(1)加热后，尺带以与步骤(1)中相同的行进速度通过长度为3550mm、温度为322℃的等温硝盐炉，等温硝盐炉内的加热介质为含有水分的硝盐，硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2，尺带在等温硝盐炉内进行冷却，待尺带穿过等温硝盐炉后由氩气将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带，氩气的吹气压力为0.69Mpa。
(3)清洗：经过步骤(2)后，尺带以与步骤(1)中尺带相同的行进速度通过2000mm的清水槽，利用清水槽清洗尺带表面残留的硝盐，通过清水槽后利用氩气吹干尺带表面的水并将其回收到相应的收料盘上，氩气的吹气压力为0.64Mpa。
经过上述的淬火工艺热处理后，实验尺带的硬度为581HV0.2、挺直度为1193mm、抗拉强度为1825N/mm2、疲劳寿命为6876次，完全满足轻工行业标准QB/T2443-2011《钢卷尺》中的相关技术要求，普通的尺带疲劳寿命一般为4000-4800次，本实施例的尺带具有明显的性能优势。
实施例5：
该实施例的实验尺带厚度为0.15mm、宽度为15mm，根据需求选用相应厚度和材质的钢带进行下料，下料后得到满足厚度和材质要求的尺带，将尺带在清洗剂中进行清洗，除去尺带表面的防锈油。
该淬火工艺包括如下步骤：
(1)加热：尺带以58mm/s的匀速行进方式通过长度为570mm的淬火感应器并在淬火感应器内被加热到895℃。向设置在淬火感应器外周的保护装置内充入氩气的进气速度为11.7L/min；淬火感应器的截面内壁的边长为9.5mm、壁厚度为2.3mm；淬火感应器的感应圈的匝数为46匝；感应淬火机床功率为180KW、频率为7100Hz、直流电流为170A；感应淬火机床冷却水管路的进水温度为25℃、水压为0.22Mpa。
(2)冷却：经过步骤(1)加热后，尺带以与步骤(1)中相同的行进速度通过长度为3740mm、温度为325℃的等温硝盐炉，等温硝盐炉内的加热介质为含有水分的硝盐，硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2，尺带在等温硝盐炉内进行冷却，待尺带穿过等温硝盐炉后由氩气将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带，氩气的吹气压力为0.72Mpa。
(3)清洗：经过步骤(2)后，尺带以与步骤(1)中尺带相同的行进速度通过2000mm的清水槽，利用清水槽清洗尺带表面残留的硝盐，通过清水槽后利用氩气吹干尺带表面的水并将其回收到相应的收料盘上，氩气的吹气压力为0.77Mpa。
经过上述的淬火工艺热处理后，实验尺带的硬度为592HV0.2、挺直度为1240mm、抗拉强度为2040N/mm2、疲劳寿命为5982次，完全满足轻工行业标准QB/T2443-2011《钢卷尺》中的相关技术要求，普通的尺带疲劳寿命一般为4000-4800次，本实施例的尺带具有明显的性能优势。
实施例6：
该实施例的实验尺带厚度为0.16mm、宽度为16mm，根据需求选用相应厚度和材质的钢带进行下料，下料后得到满足厚度和材质要求的尺带，将尺带在清洗剂中进行清洗，除去尺带表面的防锈油。
该淬火工艺包括如下步骤：
(1)加热：尺带以60mm/s的匀速行进方式通过长度为600mm的淬火感应器并在淬火感应器内被加热到899℃。向设置在淬火感应器外周的保护装置内充入氩气的进气速度为12L/min；淬火感应器的截面内壁的边长为9.9mm、壁厚度为2.5mm；淬火感应器的感应圈的匝数为48匝；感应淬火机床功率为245KW、频率为7900Hz、直流电流为164A；感应淬火机床冷却水管路的进水温度为25℃、水压为0.24Mpa。
(2)冷却：经过步骤(1)加热后，尺带以与步骤(1)中相同的行进速度通过长度为3980mm、温度为327℃的等温硝盐炉，等温硝盐炉内的加热介质为含有水分的硝盐，硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2，尺带在等温硝盐炉内进行冷却，待尺带穿过等温硝盐炉后由氩气将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带，氩气的吹气压力为0.80Mpa。
(3)清洗：经过步骤(2)后，尺带以与步骤(1)中尺带相同的行进速度通过2000mm的清水槽，利用清水槽清洗尺带表面残留的硝盐，通过清水槽后利用氩气吹干尺带表面的水并将其回收到相应的收料盘上，氩气的吹气压力为0.79Mpa。
经过上述的淬火工艺热处理后，实验尺带的硬度为598HV0.2、挺直度为1277mm、抗拉强度为2108N/mm2、疲劳寿命为6321次，完全满足轻工行业标准QB/T2443-2011《钢卷尺》中的相关技术要求，普通的尺带疲劳寿命一般为4000-4800次，本实施例的尺带具有明显的性能优势。
对比例1：
(1)的内容与实施例1的相应部分相同。
(2)冷却：经过步骤(1)加热后，尺带以与步骤(1)中相同的行进速度通过长度为3980mm、温度为350℃的等温硝盐炉，等温硝盐炉内的加热介质为含有水分的硝盐，硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2，尺带在等温硝盐炉内进行冷却，待尺带穿过等温硝盐炉后由氩气将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带，氩气的吹气压力为0.80Mpa。
(3)的内容与实施例1的相应部分相同。
除步骤(2)中等温硝盐炉的温度为350℃不同于实施例1以外，其他工艺与实施例1相同，经过淬火工艺热处理后，实验尺带的硬度为402HV0.2、挺直度为754mm、抗拉强度为1332N/mm2、疲劳寿命为4016次，和实施例1中的实验尺带的力学性能参数相差很大。
对比例2：
(1)的内容与实施例1的相应部分相同。
(2)冷却：经过步骤(1)加热后，尺带以与步骤(1)中相同的行进速度通过长度为3980mm、温度为280℃的等温硝盐炉，等温硝盐炉内的加热介质为含有水分的硝盐，硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2，尺带在等温硝盐炉内进行冷却，待尺带穿过等温硝盐炉后由氩气将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带，氩气的吹气压力为0.80Mpa。
(3)的内容与实施例1的相应部分相同。
除步骤(2)中等温硝盐炉的温度为280℃不同于实施例1以外，其他工艺与实施例1相同，经过淬火工艺热处理后，实验尺带的硬度为541HV0.2、挺直度为1006mm、抗拉强度为1462N/mm2、疲劳寿命为3585次，和实施例1中的实验尺带的力学性能参数相差很大。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺，该淬火工艺利用淬火感应器对尺带进行中频加热，然后利用等温硝盐炉进行冷却得到的具有下贝氏体组织的尺带，最后利用清水槽清洗尺带的表面。经过该淬火工艺的处理，尺带拥有较小的热应力和组织应力、耐磨性能优良，该淬火工艺简化了工序，降低了成本。
本发明的积极有益技术在于：
(1)与传统的设置有马弗罐的连续加热炉的加热方式相比较，采用淬火感应器进行中频加热的加热方式热量损失小，电能的利用效率高。
(2)本发明采用了等温冷却的淬火工艺，淬火后得到的下贝氏体组织具有较高硬度的同时又有良好的韧性，降低了尺带的缺口敏感性。
(3)和连续冷却相比，等温冷却的速度较慢、温差小，因此热应力较小，另外，由于贝氏体组织的体积小、组织应力小于马氏体相变的组织应力，因此其热应力和组织应力均比较小。
(4)尺带经过贝氏体淬火后，不需要回火可以直接使用，从而节省了回火工序。
(5)利用清洗槽对尺带进行清洗，可以回收从硝盐中带出的硝盐，并可通过特殊装置再次输入到硝盐炉中，从而降低成本。
(6)贝氏体和马氏体相比，具有更好的耐磨性，钢卷尺反复抽拉的过程中容易在尺带的表面形成较多的微小裂纹，而这些裂纹向纵深扩展时，会遇到贝氏体组织的强烈“抵抗”，从而表明出优良的耐磨性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢卷尺尺带的贝氏体淬火工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)加热：尺带以匀速的行进方式通过加热装置且在加热装置内加热到880～900℃；
(2)冷却：经过所述步骤(1)加热后，尺带以匀速方式通过温度为310～330℃的冷却装置且在所述冷却装置内进行冷却，待尺带穿过冷却装置后由惰性气体将其吹冷至室温，得到具有贝氏体组织的尺带；
(3)清洗：经过所述步骤(2)后，尺带以匀速的运行方式通过清洗装置，清洗装置利用清洗介质对尺带进行清洗，通过清洗装置后利用惰性气体吹干尺带表面的清洗介质；
所述加热装置为淬火感应器，所述尺带在所述淬火感应器内的加热方式为中频感应加热，所述淬火感应器安装在感应淬火机床上，所述淬火感应器的外周设置有圆筒形的保护装置，所述淬火感应器的感应圈的匝数为多匝；
所述冷却装置为等温硝盐炉；
所述清洗装置为清水槽；
所述清洗介质为水；
所述淬火感应器为方形管结构，所述淬火感应器的长度为400～600mm、所述淬火感应器的截面内壁的边长为8～10mm、壁厚度为1.0～2.5mm；
在所述步骤(1)中，所述尺带的运行速度为40～60mm/s，在所述步骤(2)和所述步骤(3)中，所述尺带的运行速度同所述步骤(1)中所述尺带的运行速度保持一致。
2.根据权利要求1所述的淬火工艺，其特征在于，
所述保护装置内充满惰性气体，在所述尺带进入所述淬火感应器的进口处能够向所述保护装置内充入所述惰性气体，所述惰性气体的进气速度为8～12L/min。
3.根据权利要求1所述的淬火工艺，其特征在于，
所述淬火感应器的感应圈的匝数为30～50匝，所述感应淬火机床功率为150～250KW、频率为5000～8000Hz、直流电流为150～200A。
4.根据权利要求1所述的淬火工艺，其特征在于，
在所述步骤(2)中，所述冷却装置中的加热介质为含有水分的硝盐，所述硝盐的成分为：55wt％KNO3+45wt％NaNO2。
5.根据权利要求1所述的淬火工艺，其特征在于，
在所述等温硝盐炉内每间隔500mm设置有1个热电偶，每个所述热电偶均连接有电子温控表，所述电子温控表用于精确控制所述等温硝盐炉内的温度。
6.根据权利要求1所述的淬火工艺，其特征在于，
所述等温硝盐炉的长度为3000～4000mm；
所述清水槽的长度为2000～3000mm。
7.根据权利要求1所述的淬火工艺，其特征在于，
所述惰性气体为氩气；
在所述步骤(2)中，所述氩气的吹气压力为0.5～0.8Mpa；
在所述步骤(3)中，所述氩气的吹气压力为0.5～0.8Mpa。
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