CN109762978A - 一种汽车发电机爪极快速退火的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车发电机爪极快速退火的方法，具体步骤将爪极工件放入退火炉中进行加热后保温、第二步将加热保温后的爪极工件进行第一阶段的单相区冷却后再对爪极工件进行双相区冷却，然后再对爪极工件进行第二阶段的单相区冷却处理后退出退火炉进行空冷至室温，采用这样的方法可以大幅度缩减工艺时间，适当降低工艺温度，而处理后爪极工件导磁性能并未下降，提高了效率节省了能源而维持了性能不变，采用本方法经实际应用后，提升功效一倍，估算每生产1000万件爪极可节能标准煤1000吨左右，热处理冷却阶段通过单相区快冷来减少总的热处理时长加热及保温时间仅需满足组织奥氏体化要求，无需额外延长加热及保温时间即可满足工件导磁性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，具体为一种汽车发电机爪极快速退火的方法。
背景技术
汽车发电机爪极采用低碳钢热锻成形后，一般需要进行热处理来恢复或提高其导磁性能(主要体现为在一定外磁场条件下的磁感应强度)。现有的爪极热处理方法主要采用退火工艺，具体步骤为(1)将工件采用退火炉加热至900-950℃，保温2-4h(2)工件在退火炉内以小于50℃/h的冷却速度冷却至100℃(3)工件出炉空冷至室温。该技术方案在炉冷阶段采用的是长时间缓冷实现的，存在的问题是生产效率低，一般需要14-15h，为了解决该问题，中国专利(CN105018686A)公开了一种技术方案，采用了一种新的退火工艺，具体步骤为(1)将工件采用中频加热炉以大于50℃/h的速度加热至1025℃，保温5-10min(2)采用四次控温冷却将工件快速冷却至400±20℃(3)将工件在400±20℃下保温1.8-2.2h(4)将工件出炉空冷至室温，该方案实质上是采用珠光体区控温冷却结合等温冷却的方法在保障工件性能同时减少热处理时间，但是需要增加额外的加热装置来实现。
现有技术的缺点是(1)难以兼顾生产效率和生产便捷性，且一旦爪极的化学成分发生变化，所有工艺参数均需要重新调整，适应性不强。(2)热处理工艺温度偏高，需要额外的加热装置，耗能耗时且生产效率低。
发明内容
本发明提供了一种工艺方法，能够在较短时间和较低温度下达到原先热处理后产品的性能，提升生产效率的同时能大幅度降低能耗、缩减工艺时长。
1.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种汽车发电机爪极快速退火的方法，具体步骤如下：
步骤A、将爪极工件放入退火炉中，所述退火炉的工作温度设置为T1，冷却温度速度为Vmax，所述爪极工件退火炉中加热t0小时，使所述爪极工件表面温度超过所述爪极工件组织铁素体全部转变为奥氏体的温度T2，并且将所述爪极工件在T2温度下保温t1小时，使所述爪极工件组织完全奥体化，其中所述爪极工件组织铁素体全部转变为奥氏体的温度T2小于所述退火炉的工作温度T1；
步骤B、将步骤A中加热保温后的爪极工件进行第一阶段的单相区冷却，将所述温度为T2的爪极工件在所述退火炉中进行冷却t2小时直至所述爪极工件组织奥氏体开始转变为铁素体的温度T3，其中所述冷却时间t2为不低于(T2-T3)/Vmax；
步骤C、将步骤B中第一阶段单相区冷却后的爪极工件进行双相区冷却，在所述退火炉内以V1的冷却速度对单相区冷却后的爪极工件进行双相区冷却，通过t3时间的冷却后使所述爪极工件的温度T3冷却至奥氏体完全转变成珠光体的温度T4，其中V1的冷却速度为不超过60℃/h，并通过公式(T3-T4)/V1计算出冷却的时间t3；
步骤D、将步骤C中双相区冷却的爪极工件再进行第二阶段的单相区冷却，在将所述爪极工件在所述退火炉内对进行第二阶段单相区冷却至温度T5，所述第二阶段单相区冷却的时间为t4，所述第二阶段单相区冷却温度T5为600℃±10℃，并通过公式(T4-T5)/Vmax计算出冷却的时间t4；
步骤E、将步骤D中第二阶段单相区冷却后的爪极工件退出退火炉进行空冷至室温。
优选地，所述步骤C中V1的冷却速度为40-60℃/h。
优选地，所述步骤A中爪极工件为含碳量低于0.15％的碳素钢。
优选地，所述步骤A中退火炉的工作温度T1不大于950℃；冷却速度Vmax小于180℃/h；爪极工件退火炉中加热时间t0不大于1h；所述爪极工件组织铁素体全部转变为奥氏体的温度T2为870℃-930℃；所述爪极工件在T2温度下保温时间t1不大于0.5h。
优选地，所述步骤B中的第一阶段的单相区冷却时间t2为0.1-1h；所述爪极工件组织奥氏体开始转变为铁素体的温度T3为830℃-880℃。
优选地，所述步骤C中双相区冷却的时间t3为3-4h；所述爪极工件组织奥氏体完全转变成珠光体的温度T4为700℃-800℃。
优选地，所述步骤D中第二阶段单相区冷却的时间t4为0.5-2h。
本发明中的该种汽车发电机爪极快速退火的方法有益效果是：
1.可以大幅度缩减工艺时间，适当降低工艺温度，而处理后爪极工件导磁性能并未下降，提高了效率节省了能源而维持了性能不变。
2.采用本方法经实际应用后，提升功效一倍，估算每生产1000万件爪极可节能标准煤1000吨左右。
3.热处理冷却阶段通过单相区快冷来减少总的热处理时长加热及保温时间仅需满足组织奥氏体化要求，无需额外延长加热及保温时间即可满足工件导磁性能要求。
4.爪极工件因为爪极工件在奥氏体区长时间加热和保温、单相区的缓冷对于产品性能影响不大。因而通过采用本工艺步骤和设置本工艺参数爪极工件能快速奥氏体化及单相区快冷，只要爪极整体获得均匀的奥氏体组织即可，不必在奥氏体区高温、长时间保温。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明改进前后的磁性热处理工艺曲线对比示意图。
图中：1、改进前的磁性热处理工艺曲线；2、改进后的磁性热处理工艺曲线。
注意：1.图1中横坐标代表的是加热时间；纵坐标代表的是加热温度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种汽车发电机爪极快速退火的方法，具体步骤如下：步骤A、将爪极工件放入退火炉中，所述退火炉的工作温度设置为T1，冷却速度设置为Vmax，所述爪极工件退火炉中加热t0小时，使所述爪极工件表面温度超过所述爪极工件组织铁素体全部转变为奥氏体的温度T2，并且将所述爪极工件在T2温度下保温t1小时，使所述爪极工件组织完全奥体化，其中所述爪极工件组织铁素体全部转变为奥氏体的温度T2小于所述退火炉的工作温度T1；
步骤B、将步骤A中加热保温后的爪极工件进行第一阶段的单相区冷却，将所述温度为T2的爪极工件在所述退火炉中进行冷却t2小时直至所述爪极工件组织奥氏体开始转变为铁素体的温度T3，其中所述冷却时间t2为不低于(T2-T3)/Vmax；
步骤C、将步骤B中第一阶段单相区冷却后的爪极工件进行双相区冷却，在所述退火炉内以V1的冷却速度对单相区冷却后的爪极工件进行双相区冷却，通过t3时间的冷却后使所述爪极工件的温度T3冷却至奥氏体完全转变成珠光体的温度T4，其中V1的冷却速度为不超过60℃/h，并通过公式(T3-T4)/V1计算出冷却的时间t3；
步骤D、将步骤C中双相区冷却的爪极工件再进行第二阶段的单相区冷却，在将所述爪极工件在所述退火炉内对进行第二阶段单相区冷却至温度T5，所述第二阶段单相区冷却的时间为t4，所述第二阶段单相区冷却温度T5为600℃±10℃，并通过公式(T4-T5)/Vmax计算出冷却的时间t4；
步骤E、将步骤D中第二阶段单相区冷却后的爪极工件退出退火炉进行空冷至室温，其中步骤C中V1的冷却速度为40-60℃/h，步骤A中爪极工件为含碳量低于0.15％的碳素钢。
实施例二：
整个工艺流程的步骤方案同实施例1，不同之处在于：所述步骤A中退火炉的工作温度T1不大于950℃；冷却速度Vmax小于180℃/h；爪极工件退火炉中加热时间t0不大于1h；所述爪极工件组织铁素体全部转变为奥氏体的温度T2为870℃-930℃；所述爪极工件在T2温度下保温时间t1不大于0.5h，所述步骤B中的第一阶段的单相区冷却时间t2为0.1-1h；所述爪极工件组织奥氏体开始转变为铁素体的温度T3为830℃-880℃，所述步骤C中双相区冷却的时间t3为3-4h；所述爪极工件组织奥氏体完全转变成珠光体的温度T4为700℃-800℃，所述步骤D中第二阶段单相区冷却的时间t4为0.5-2h。采用这样的工艺步骤并且这样设置工艺参数的热处理时长相比现有技术14-15h的热处理时长，最高降低40％以上，且无需额外的加热装置。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种汽车发电机爪极快速退火的方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤A、将爪极工件放入退火炉中，所述退火炉的工作温度设置为T1，冷却速度设置为Vmax，所述爪极工件退火炉中加热t0小时，使所述爪极工件表面温度超过所述爪极工件组织铁素体全部转变为奥氏体的温度T2，并且将所述爪极工件在T2温度下保温t1小时，使所述爪极工件组织完全奥体化，其中所述爪极工件组织铁素体全部转变为奥氏体的温度T2小于所述退火炉的工作温度T1；
步骤B、将步骤A中加热保温后的爪极工件进行第一阶段的单相区冷却，将所述温度为T2的爪极工件在所述退火炉中进行第一阶段的单相区冷却t2小时直至所述爪极工件组织奥氏体开始转变为铁素体的温度T3，其中所述冷却时间t2为不低于(T2-T3)/Vmax；
步骤C、将步骤B中第一阶段单相区冷却后的爪极工件进行双相区冷却，在所述退火炉内以V1的冷却速度对单相区冷却后的爪极工件进行双相区冷却，通过t3时间的冷却后使所述爪极工件的温度T3冷却至奥氏体完全转变成珠光体的温度T4，其中V1的冷却速度为不超过60℃/h，并通过公式(T3-T4)/V1计算出冷却的时间t3；
步骤D、将步骤C中双相区冷却的爪极工件再进行第二阶段的单相区冷却，在将所述爪极工件在所述退火炉内对进行第二阶段单相区冷却至温度T5，所述第二阶段单相区冷却的时间为t4，所述第二阶段单相区冷却温度T5为600℃±10℃，并通过公式(T4-T5)/Vmax计算出冷却的时间t4；
步骤E、将步骤D中第二阶段单相区冷却后的爪极工件退出退火炉进行空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发电机爪极快速退火的方法，其特征在于：所述步骤C中V1的冷却速度为40-60℃/h。
3.根据权利要求1所述的一种汽车发电机爪极快速退火的方法，其特征在于：所述步骤A中爪极工件为含碳量低于0.15％的碳素钢。
4.根据权利要求1所述的一种汽车发电机爪极快速退火的方法，其特征在于：所述步骤A中退火炉的工作温度T1不大于950℃；冷却速度Vmax小于180℃/h；爪极工件退火炉中加热时间t0不大于1h；所述爪极工件组织铁素体全部转变为奥氏体的温度T2为870℃-930℃；所述爪极工件在T2温度下保温时间t1不大于0.5h。
5.根据权利要求1所述的一种汽车发电机爪极快速退火的方法，其特征在于：所述步骤B中的第一阶段的单相区冷却时间t2为0.1-1h；所述爪极工件组织奥氏体开始转变为铁素体的温度T3为830℃-880℃。
6.根据权利要求1所述的一种汽车发电机爪极快速退火的方法，其特征在于：所述步骤C中双相区冷却的时间t3为3-4h；所述爪极工件组织奥氏体完全转变成珠光体的温度T4为700℃-800℃。
7.根据权利要求1所述的一种汽车发电机爪极快速退火的方法，其特征在于：所述步骤D中第二阶段单相区冷却的时间t4为0.5-2h。
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