CN109880990A - 一种高速钢材料机械零件热处理工艺 - Google Patents

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刘小阳
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Abstract

本发明公开了一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,具体包括如下步骤:步骤A:碳氢清洗;步骤B:装炉,将清洗后的机械零件装在装炉料框上;步骤C:淬火,将装有机械零件的装炉料框置入真空淬火炉中,先进行预热处理,然后进行淬火处理,淬火处理后,将装炉料框从真空淬火炉中取出;步骤D:回火;步骤E:检测;步骤F:防锈处理;步骤G:包装。本发明利用碳氢清洗工艺将机械零件表面污渍洗去,利用淬火和回火工艺得到所要求的硬度和金相组织,再通过检测将零件中的不合格品去除,最后通过防锈工艺对机械零件进行防锈处理。该工艺大大减少了变形,提高了良品率。

Description

一种高速钢材料机械零件热处理工艺
技术领域
本发明涉及机械零件技术领域,具体为一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺。
背景技术
机械零件又称机械元件是构成机械的基本元件,是组成机械和机器的不可分拆的单个制件。
在机械零件生产时需要对机械零件进行热处理,但是现有的高速钢材料机械零件热处理工艺在对机械零件的处理效果较差。特别是,具有细长杆状的高速钢材料制成的零件在进行热处理时由于淬火温度高,在淬火时容易发生弯曲变形,变形较大时会使零件发生报废;除变形较大以外,金相组织中还有大量的残留奥氏体,零件的表面颜色不一致,可能表面有裂纹和斑点,这些缺陷降低了机械零件的生产质量,增大了机械零件的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,具备步骤简单、方便操作、处理效果好的优点,减少热处理的变形,解决了上述背景技术中提到的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,具体包括如下步骤:
步骤A:碳氢清洗,包括A1和A2:
A1:上篮,将机械零件放置到清洗料框中;
A2:清洗,将步骤A1中装有机械零件的清洗料框放入至碳氢清洗机中进行清洗,清洗后将机械零件从清洗料框中取出;
步骤B:装炉,将清洗后的机械零件装在装炉料框上;
步骤C:淬火,将步骤B中装有机械零件的装炉料框置入真空淬火炉中,先进行预热处理,然后进行淬火处理,淬火处理后,将装炉料框从真空淬火炉中取出;
步骤D:回火,将淬火后装有机械零件的装炉料框置入至真空回火炉中,进行回火处理,回火三次,回火处理后,将装炉料框从真空回火炉中取出,并将机械零件从装炉料框上卸下;
步骤E:检测,对回火后的机械零件分别进行硬度、外观和金相检测,若机械零件检测不合格,则将其报废或经过步骤A-D再次处理;若机械零件检测合格,则进行防锈处理;
步骤F:防锈处理,用防锈剂对检测合格的机械零件进行防锈处理;
步骤G:包装,对作防锈处理后的机械零件进行包装。
本发明进一步设置为:步骤A1中的清洗料框的规格为480mm×370mm×250mm,步骤A2中碳氢清洗机的工作温度为115℃~135℃,工作时间为6~8min。
本发明进一步设置为:步骤B中装炉料框为VP(Valve-piston)吊挂装炉料框,其规格为900mm×600mm×600mm,装炉料框包括三个夹层,每个夹层均安装有56个VP吊挂治具。
本发明进一步设置为:步骤C中预热处理为如下三个预热模式其中的一种:
预热模式a:预热温度为640℃~660℃,保温时间为45min,分压压力为80~300Pa;
预热模式b:预热温度为840℃~860℃,保温时间为40min,分压压力为80~300Pa;
预热模式c:预热温度为1040℃~1060℃,保温时间为30min,分压压力为80~300Pa。
本发明进一步设置为:步骤C中淬火处理的淬火温度为1180℃~1200℃,保温时间为20min,淬火后经N2冷却,压力为1.8bar~2.2bar,冷却时间为40min~60min,出炉温度小于50℃。
本发明进一步设置为:步骤D中回火处理的加热温度为540℃~560℃,保温时间为70~110min,冷却压力为1.0bar~2.0bar。
本发明进一步设置为:步骤E中的检测先利用对金相试样预磨机、金相试样抛光机对机械零件进行处理,再通过硬度计进行硬度检测,通过显微镜观察外观,通过镶嵌机进行金相检测。
本发明进一步设置为:步骤F中的防锈剂为SRFX-1。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明提供了一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,可以减少热处理的变形,同时利用碳氢清洗工艺将机械零件表面污渍洗去,利用淬火和回火工艺得到所要求的硬度和金相组织,再通过检测将零件中的不合格品去除,最后通过防锈工艺对机械零件进行防锈处理。该工艺大大减少了机械零件的变形和金相组织中的残留奥氏体,使得零件的表面颜色一致、无裂纹、无斑点,降低了机械零件的生产成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使得本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明并不限于这些具体的实施例。
实施例1,请参阅图1所示:
一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其中工件的长度在100mm,具体包括如下步骤:
步骤A:碳氢清洗:
A1:上篮,将机械零件放置到清洗料框中,清洗料框的规格为480mm×370mm×250mm;
A2:清洗,将步骤A1中装有机械零件的清洗料框放入至碳氢清洗机中进行清洗,碳氢清洗机的工作温度为115℃,工作时间为8min,清洗后将机械零件从清洗料框中取出;
步骤B:装炉,将清洗后的机械零件装在装炉料框上,装炉料框为VP吊挂装炉料框,其规格为900mm×600mm×600mm,装炉料框包括三个夹层,每个夹层均安装有56个VP吊挂治具;
步骤C:淬火,将步骤B中装有机械零件的装炉料框置入真空淬火炉中,先进行预热处理,预热温度为650℃,保温时间为45min,分压压力为250Pa,然后进行淬火处理,淬火处理的淬火温度为1180℃,保温时间为20min,淬火后经N2冷却,压力为2.2bar,冷却时间为60min,出炉温度小于50℃,淬火处理后,将装炉料框从真空淬火炉中取出;
步骤D:回火,将淬火后装有机械零件的装炉料框置入至真空回火炉中,进行回火处理,回火处理的加热温度为540℃,保温时间为110min,冷却压力为2.0bar,回火三次,回火处理后,将装炉料框从真空回火炉中取出,并将机械零件从装炉料框上卸下;
步骤E:检测,先利用对金相试样预磨机、金相试样抛光机对机械零件进行处理,再通过硬度计进行硬度检测,通过显微镜观察金相组织,进行金相检测;若机械零件检测不合格,则将其报废或经过步骤A-D再次处理;若机械零件检测合格,则进行防锈处理;
步骤F:防锈处理,用SRFX-1防锈剂对检测合格的机械零件进行防锈处理;
步骤G:包装,对作防锈处理后的机械零件进行包装。
本实施例中:碳氢清洗机采用型号为ATW-1500STGF型碳氢化合物清洗干燥机;真空淬火炉的型号为VTO-669;真空回火炉的型号为VTH-669;硬度计采用型号为HV-30Z的自动转塔维氏硬度计,其测量范围为8HV-2900HV;显微镜采用型号为XJZ-300/300BD的倒置金相显微镜,其测量范围为50X-1000X;镶嵌机的型号为XQ-2B;金相试样预磨机的型号为M-2;金相试样抛光机的型号为P-2。
实施例2,本实施例与实施例1的区别在于:
一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其中工件长度在120mm具体包括如下步骤:
步骤A:碳氢清洗:
A1:上篮,将机械零件放置到清洗料框中,清洗料框的规格为480mm×370mm×250mm;
A2:清洗,将步骤A1中装有机械零件的清洗料框放入至碳氢清洗机中进行清洗,碳氢清洗机的工作温度为125℃,工作时间为7min,清洗后将机械零件从清洗料框中取出;
步骤B:装炉,将清洗后的机械零件装在装炉料框上,装炉料框为VP吊挂装炉料框,其规格为900mm×600mm×600mm,装炉料框包括三个夹层,每个夹层均安装有56个VP吊挂治具;
步骤C:淬火,将步骤B中装有机械零件的装炉料框置入真空淬火炉中,先进行预热处理,预热温度为850℃,保温时间为40min,分压压力为180Pa,然后进行淬火处理,淬火处理的淬火温度为1190℃,保温时间为20min,淬火后经N2冷却,压力为2.0bar,冷却时间为50min,出炉温度小于50℃,淬火处理后,将装炉料框从真空淬火炉中取出;
步骤D:回火,将淬火后装有机械零件的装炉料框置入至真空回火炉中,进行回火处理,回火处理的加热温度为550℃,保温时间为90min,冷却压力为1.5bar,回火三次,回火处理后,将装炉料框从真空回火炉中取出,并将机械零件从装炉料框上卸下;
步骤E:检测,先利用对金相试样预磨机、金相试样抛光机对机械零件进行处理,再通过硬度计进行硬度检测,通过显微镜观察金相组织,进行金相检测;若机械零件检测不合格,则将其报废或经过步骤A-D再次处理;若机械零件检测合格,则进行防锈处理;
步骤F:防锈处理,用SRFX-1防锈剂对检测合格的机械零件进行防锈处理;
步骤G:包装,对作防锈处理后的机械零件进行包装。
本实施例中:碳氢清洗机采用型号为ATW-1500STGF型碳氢化合物清洗干燥机;真空淬火炉的型号为VTO-669;真空回火炉的型号为VTH-669;硬度计采用型号为HV-30Z的自动转塔维氏硬度计,其测量范围为8HV-2900HV;显微镜采用型号为XJZ-300/300BD的倒置金相显微镜,其测量范围为50X-1000X;镶嵌机的型号为XQ-2B;金相试样预磨机的型号为M-2;金相试样抛光机的型号为P-2。
实施例3,本实施例与实施例1、2的区别在于:
一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其中工件长度在140mm,具体包括如下步骤:
步骤A:碳氢清洗:
A1:上篮,将机械零件放置到清洗料框中,清洗料框的规格为480mm×370mm×250mm;
A2:清洗,将步骤A1中装有机械零件的清洗料框放入至碳氢清洗机中进行清洗,碳氢清洗机的工作温度为135℃,工作时间为6min,清洗后将机械零件从清洗料框中取出;
步骤B:装炉,将清洗后的机械零件装在装炉料框上,装炉料框为VP吊挂装炉料框,其规格为900mm×600mm×600mm,装炉料框包括三个夹层,每个夹层均安装有56个VP吊挂治具;
步骤C:淬火,将步骤B中装有机械零件的装炉料框置入真空淬火炉中,先进行预热处理,预热温度为1050℃,保温时间为30min,分压压力为100Pa,然后进行淬火处理,淬火处理的淬火温度为1200℃,保温时间为20min,淬火后经N2冷却,压力为1.8bar,冷却时间为40min,出炉温度小于50℃,淬火处理后,将装炉料框从真空淬火炉中取出;
步骤D:回火,将淬火后装有机械零件的装炉料框置入至真空回火炉中,进行回火处理,回火处理的加热温度为560℃,保温时间为70min,冷却压力为1.0bar,回火三次,回火处理后,将装炉料框从真空回火炉中取出,并将机械零件从装炉料框上卸下;
步骤E:检测,先利用对金相试样预磨机、金相试样抛光机对机械零件进行处理,再通过硬度计进行硬度检测,通过显微镜观察金相组织,进行金相检测;若机械零件检测不合格,则将其报废或经过步骤A-D再次处理;若机械零件检测合格,则进行防锈处理;
步骤F:防锈处理,用SRFX-1防锈剂对检测合格的机械零件进行防锈处理;
步骤G:包装,对作防锈处理后的机械零件进行包装。
本实施例中:碳氢清洗机采用型号为ATW-1500STGF型碳氢化合物清洗干燥机;真空淬火炉的型号为VTO-669;真空回火炉的型号为VTH-669;硬度计采用型号为HV-30Z的自动转塔维氏硬度计,其测量范围为8HV-2900HV;显微镜采用型号为XJZ-300/300BD的倒置金相显微镜,其测量范围为50X-1000X;镶嵌机的型号为XQ-2B;金相试样预磨机的型号为M-2;金相试样抛光机的型号为P-2。
经过以上处理后的机械零件的表面硬度在700~900HV1;芯部硬度700~900HV10;金相:无氧化脱碳;直线变形≦0.07mm,残余奥氏体在显微镜中肉眼不可见。
以上对本申请实施例提供的一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其特征在于,具体包括如下步骤:
步骤A:碳氢清洗,包括A1和A2:
A1:上篮,将机械零件放置到清洗料框中;
A2:清洗,将步骤A1中装有机械零件的清洗料框放入至碳氢清洗机中进行清洗,清洗后将机械零件从清洗料框中取出;
步骤B:装炉,将清洗后的机械零件装在装炉料框上;
步骤C:淬火,将步骤B中装有机械零件的装炉料框置入真空淬火炉中,先进行预热处理,然后进行淬火处理,淬火处理后,将装炉料框从真空淬火炉中取出;
步骤D:回火,将淬火后装有机械零件的装炉料框置入至真空回火炉中,进行回火处理,回火三次,回火处理后,将装炉料框从真空回火炉中取出,并将机械零件从装炉料框上卸下;
步骤E:检测,对回火后的机械零件分别进行硬度检测、外观检测和金相检测,若机械零件检测不合格,则将其报废或经过步骤A-D再次处理;若机械零件检测合格,则进行防锈处理;
步骤F:防锈处理,用防锈剂对检测合格的机械零件进行防锈处理;
步骤G:包装,对作防锈处理后的机械零件进行包装。
2.根据权利要求1所述的一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其特征在于:步骤A1中的清洗料框的规格为480mm×370mm×250mm,步骤A2中碳氢清洗机的工作温度为115℃~135℃,工作时间为6~8min。
3.根据权利要求1所述的一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其特征在于:步骤B中装炉料框为VP吊挂装炉料框,其规格为900mm×600mm×600mm,装炉料框包括三个夹层,每个夹层均安装有56个VP吊挂治具。
4.根据权利要求1所述的一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其特征在于,步骤C中预热处理为如下三个预热模式其中的一种:
预热模式a:预热温度为640℃~660℃,保温时间为45min,分压压力为80~300Pa;
预热模式b:预热温度为840℃~860℃,保温时间为40min,分压压力为80~300Pa;
预热模式c:预热温度为1040℃~1060℃,保温时间为30min,分压压力为80~300Pa。
5.根据权利要求1所述的一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其特征在于:步骤C中淬火处理的淬火温度为1180℃~1200℃,保温时间为20min,淬火后经N2冷却,压力为1.8bar~2.2bar,冷却时间为40min~60min,出炉温度小于50℃。
6.根据权利要求1所述的一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其特征在于:步骤D中回火处理的加热温度为540℃~560℃,保温时间为70~110min,冷却压力为1.0bar~2.0bar。
7.根据权利要求1所述的一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其特征在于:步骤E中的检测先利用对金相试样预磨机、金相试样抛光机对机械零件进行处理,再通过硬度计进行硬度检测,通过显微镜观察金相组织,进行金相检测。
8.根据权利要求1所述的一种细长杆状高速钢材料机械零件热处理工艺,其特征在于:步骤F中的防锈剂为SRFX-1。
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