CN110184425A - 一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法。属于紧固件加工工艺技术领域，该方法能够充分球化，退火后碳化物形态好及碳化物尺寸小，进而达到提高待加工紧固件的强度，且工艺简单，使用方便。所述方法包括如下步骤：一：预热至300°C；二：一次升温至630°C，并在630°C的温度下保温90min；三：二次升温至745±5°C，并在745±5°C的温度下保温300min；四：一次退火降温至700±5°C，并在700±5°C的温度下保温60min；五：二次退火降温至650°C；六：三次退火降温至550°C；七：对退火炉通入高纯氮气进行快速降温至80°C以下，然后将零件取出自然冷却至常温。

Description

一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法
技术领域
本发明涉及紧固件加工工艺技术领域，具体涉及一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法。
背景技术
近几年来，紧固件行业非标、异型件产品的增多，造成了冷挤压工艺得到了迅速发展，由于产品规格外形各异，这势必给这些零件的软化处理带来了更高的要求，例如常用的冷镦钢线材ML8Ae、ML10、ML15或ML20等均要求进行球化退火，以获得铁素体基体上均匀分布的球状碳化物组织；球化组织硬度低、塑性好，冷作或冷挤压时不易产生裂纹。
如公告号为CN108300847A的中国发明专利于2018年07月20日公开了一种基于汽车轴承套圈加工用等温球化退火炉，包括退火炉本体，所述退火炉本体内壁的两侧之间固定连接有固定板，并且固定板底部的两侧均滑动连接有滑块，所述滑块的底部固定连接有喷头，所述退火炉本体的顶部通过支撑架固定连接有第一电机，第一电机的输出轴通过联轴器固定连接有螺纹杆，螺纹杆的底端贯穿退火炉本体并延伸至退火炉本体的内部，螺纹杆延伸至退火炉本体内部的一端通过轴承与固定板的顶部转动连接。
发明内容
本发明是为了解决现有紧固件等温球化退火存在球化不充分且退火物碳化形态差及碳化物颗粒尺寸大的不足，提供一种能够充分球化，退火后碳化物形态好及碳化物尺寸小，进而达到提高待加工紧固件的强度，且工艺简单，使用方便的高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法。
以上技术问题是通过下列技术方案解决的：
一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，所述方法包括如下步骤：一：将待加工零件分层放入退火炉中，并通入纯净氮气将炉内空气排空，待通入甲醇裂解气后将退火炉预热至300°C，甲醇气体能为退火炉内提供含碳量，便于待加工零件奥氏体化；二：用时300±50min对退火炉进行一次升温至630°C，并在630°C的温度下保温90min使零件奥氏体化，时间和温度条件充分能够使零件奥氏体化更充分且完全，便于提高零件中的碳化物的稳定性；三：用时105±15min对退火炉进行二次升温至745±5°C，并在745±5°C的温度下保温300min等温球化，通过高温保温的条件下将较多的未溶碳化物数量，且碳的奥氏体晶粒较小，其中碳含量的分布也较均集中，有利于碳在奥氏体中扩散，进一步利于球化过程的进行；四：用时105±15min对退火炉进行一次退火降温至700±5°C，并在700±5°C的温度下保温60min；五：用时180±30min对退火炉进行二次退火降温至650°C；六：用时75±15min对退火炉进行三次退火降温至550°C，分别进行三次退火能有效获得较好的球化质量且节约工艺时间；七：对退火炉通入高纯氮气进行快速降温至80°C以下，然后将零件取出自然冷却至常温。
作为优选，步骤一中甲醇裂解气的通入流量值为10±2L/hr。对退火炉中补充所需的含碳量。
作为优选，步骤一中氮气的通入流量值为9±2Nm3/hr；步骤七中氮气的通入流量值为18±2Nm3/hr。小流量的氮气充入，有利于排空空气；大流量的氮气充入，有利于快速降温。
作为优选，所述退火炉顶端安装带有排气口的罩盖，所述罩盖与退火炉形成内部封闭的炉腔，所述炉腔内设有用于放置待加工零件的分层置物架，所述退火炉外表面包裹有耐高温抗压的保护层，所述退火炉右下端设有与排气口相配接的进气口，所述进气口安装有电控阀，所述退火炉右上端安装压力检测杆，所述退火炉底部设有用于排除炉内废弃物的排废口，所述退火炉左端通过轴承件安装有与退火炉相嵌入式配接的风机。采用风机结构既可以利于步骤一中排空空气的操作，又能够保证退火炉炉内温度的均匀性，利于奥氏体化更充分，球化过程更完全。
作为优选，所述罩盖与退火炉之间安装有环状的密封件，所述罩盖底端设有弧状的凸起，所述凸起与密封件呈嵌入式配接连接，所述密封件与退火炉呈嵌入式配接连接。
作为优选，所述密封件包括固定连接在紧固部上下两端的第一密封部和第二密封部。
作为优选，所述分层置物架包括与安装底座想配接的支撑柱，所述支撑柱上设有若干呈均匀分布的置物台，所述置物台通过固定销固定连接在支撑柱上。
作为优选，所述风机包括带有减速箱的电机，所述电机的转轴伸入退火炉内驱动连接在风扇上，所述转轴通过轴承件密封式活动连接在退火炉上。
本发明能够达到如下效果：
本发明提供了一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，能够充分球化，退火后碳化物形态好及碳化物尺寸小，进而达到提高待加工紧固件的强度，且工艺简单，使用方便。
附图说明
图1为本发明实施例的一种整体工艺曲线图。
图2为本发明实施例中退火炉的一种整体结构示意图。
图3为本发明实施例中罩盖的一种结构示意图。
图4为图3的一种局部结构剖视图。
图5为本发明实施例中分层置物架的一种结构示意图。
图6为本发明实施例中风机的一种结构示意图。
图中：退火炉1，罩盖2，电控阀3，分层置物架4，风机5，保护层11，炉腔12，压力检测杆13，进气口14，排废口15，轴承件16，排气口17，凸起21，密封件22，第一密封部221，紧固部222，第二密封部223，支撑柱41，置物台42，固定销43，安装底座44，电机51，减速箱52，转轴53，风扇54。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步的说明。
实施例，一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，参见图1所示，所述方法包括如下步骤：一：将待加工零件分层放入退火炉1中，并通入纯净氮气将炉内空气排空，待通入甲醇裂解气后将退火炉1预热至300°C；二：用时300±50min对退火炉1进行一次升温至630°C，并在630°C的温度下保温90min使零件奥氏体化；三：用时105±15min对退火炉1进行二次升温至745±5°C，并在745±5°C的温度下保温300min等温球化；四：用时105±15min对退火炉1进行一次退火降温至700±5°C，并在700±5°C的温度下保温60min；五：用时180±30min对退火炉1进行二次退火降温至650°C；六：用时75±15min对退火炉1进行三次退火降温至550°C；七：对退火炉1通入高纯氮气进行快速降温至80°C以下，然后将零件取出自然冷却至常温。
参见图2所示，所述退火炉1顶端安装带有排气口17的罩盖2，所述罩盖2与退火炉1形成内部封闭的炉腔12，所述炉腔12内设有用于放置待加工零件的分层置物架4，所述退火炉1外表面包裹有耐高温抗压的保护层11，所述退火炉1右下端设有与排气口17相配接的进气口14，所述进气口14安装有电控阀3，所述退火炉1右上端安装压力检测杆13，所述退火炉1底部设有用于排除炉内废弃物的排废口15，所述退火炉1左端通过轴承件16安装有与退火炉1相嵌入式配接的风机5。
参见图3所示，所述罩盖2与退火炉1之间安装有环状的密封件22，所述罩盖2底端设有弧状的凸起21，所述凸起21与密封件22呈嵌入式配接连接，所述密封件22与退火炉1呈嵌入式配接连接。
参见图4所示，所述密封件22包括固定连接在紧固部222上下两端的第一密封部221和第二密封部223。
参见图5所示，所述分层置物架4包括与安装底座44想配接的支撑柱41，所述支撑柱41上设有若干呈均匀分布的置物台42，所述置物台42通过固定销43固定连接在支撑柱41上。
参见图6所示，所述风机5包括带有减速箱52的电机51，所述电机51的转轴53伸入退火炉1内驱动连接在风扇54上，所述转轴53通过轴承件16密封式活动连接在退火炉1上。
本实施例中步骤一中甲醇裂解气的通入流量值为10±2L/hr。步骤一中氮气的通入流量值为9±2Nm3/hr；步骤七中氮气的通入流量值为18±2Nm3/hr。
本发明实施例通过先采用300°C温度预热，实现一次提高待加工紧固件的强度，继而进行升温至630°C保温90min，使待加工紧固件奥氏体化，便于为球化做好提前准备；然后升温至745±5°C保温300min，使待加工紧固件充分球化，之后通过三次降温退火，使退火后碳化物形态好及碳化物尺寸小，从而达到提高待加工紧固件的强度。
本发明提供了一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，能够充分球化，退火后碳化物形态好及碳化物尺寸小，进而达到提高待加工紧固件的强度，且工艺简单，使用方便，可靠性高。
上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims (8)

1.一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 一：将待加工零件分层放入退火炉（1）中，并通入纯净氮气将炉内空气排空，待通入甲醇裂解气后将退火炉（1）预热至300°C； 二：用时300±50min对退火炉（1）进行一次升温至630°C，并在630°C的温度下保温90min使零件奥氏体化； 三：用时105±15min对退火炉（1）进行二次升温至745±5°C，并在745±5°C的温度下保温300min等温球化； 四：用时105±15min对退火炉（1）进行一次退火降温至700±5°C，并在700±5°C的温度下保温60min； 五：用时180±30min对退火炉（1）进行二次退火降温至650°C； 六：用时75±15min对退火炉（1）进行三次退火降温至550°C； 七：对退火炉（1）通入高纯氮气进行快速降温至80°C以下，然后将零件取出自然冷却至常温。
2.根据权利要求1所述的一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，其特征在于，步骤一中甲醇裂解气的通入流量值为10±2L/hr。
3.根据权利要求1所述的一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，其特征在于，步骤一中氮气的通入流量值为9±2Nm3/hr；步骤七中氮气的通入流量值为18±2Nm3/hr。
4.根据权利要求1所述的一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，其特征在于，所述退火炉（1）顶端安装带有排气口（17）的罩盖（2），所述罩盖（2）与退火炉（1）形成内部封闭的炉腔（12），所述炉腔（12）内设有用于放置待加工零件的分层置物架（4），所述退火炉（1）外表面包裹有耐高温抗压的保护层（11），所述退火炉（1）右下端设有与排气口（17）相配接的进气口（14），所述进气口（14）安装有电控阀（3），所述退火炉（1）右上端安装压力检测杆（13），所述退火炉（1）底部设有用于排除炉内废弃物的排废口（15），所述退火炉（1）左端通过轴承件（16）安装有与退火炉（1）相嵌入式配接的风机（5）。
5.根据权利要求4所述的一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，其特征在于，所述罩盖（2）与退火炉（1）之间安装有环状的密封件（22），所述罩盖（2）底端设有弧状的凸起（21），所述凸起（21）与密封件（22）呈嵌入式配接连接，所述密封件（22）与退火炉（1）呈嵌入式配接连接。
6.根据权利要求5所述的一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，其特征在于，所述密封件（22）包括固定连接在紧固部（222）上下两端的第一密封部（221）和第二密封部（223）。
7.根据权利要求1所述的一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，其特征在于，所述分层置物架（4）包括与安装底座（44）想配接的支撑柱（41），所述支撑柱（41）上设有若干呈均匀分布的置物台（42），所述置物台（42）通过固定销（43）固定连接在支撑柱（41）上。
8.根据权利要求1所述的一种高强度紧固件等温球化退火冷镦成型方法，其特征在于，所述风机（5）包括带有减速箱（52）的电机（51），所述电机（51）的转轴（53）伸入退火炉（1）内驱动连接在风扇（54）上，所述转轴（53）通过轴承件（16）密封式活动连接在退火炉（1）上。
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