CN110229947A - 一种车桥管井式炉淬火方法 - Google Patents

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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/085—Cooling or quenching

Abstract

本发明涉及车桥管加工领域，尤其涉及一种车桥管井式炉淬火方法。包括如下步骤：将车桥管延长度方向按头部、中部、尾部划分为三段；确定淬火参数；采用两段式加热方式分别对车桥管的头部、中部、尾部进行加热处理；最后淬水冷却。采取分段加热方式，钢管头尾温差小，壁厚内外温度均匀一致，总在炉加热时间缩短近2/3，节能降耗明显且表面氧化大大减轻，提高了淬火冷却效果，表面硬度满足35HRC以上要求。

Description

一种车桥管井式炉淬火方法
技术领域
本发明涉及车桥管加工领域，尤其涉及一种车桥管井式炉淬火方法。
背景技术
目前，车桥管20Mn2生产工艺流程：下料切管——热挤压轴头——推方管——热处理(淬火+回火)——抛丸——校直——机加车丝——钻孔焊接、组装——喷漆、包装。
其中，车桥管20Mn2热处理，采用井式电炉加热，淬火加热温度： 860-920℃，依据不同壁厚10-30mm，保温60-120min，总在炉时间240-300min，是为了保证淬火加热后奥氏体化组织均匀。出炉后，垂吊浸入淬水冷却至100℃以下，得到更多板条马氏体，淬水硬度达到35HRC以上。回火加热温度：400-480℃，依据不同壁厚10-25mm，保温90-180miin，降低淬火硬度至工艺硬度要求22-32HRC。
淬火加热厂家一般将车桥成形后原料管直接装炉后，不控制升温速度，直接快速加热至工艺温度，保温时间较长，晶粒存在较大长大倾向和表面氧化皮较厚，影响淬水冷却效果，经常出现淬火硬度不足30HRC。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种车桥管井式炉淬火方法，解决淬火硬度不达标的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种车桥管井式炉淬火方法，包括如下步骤：
S1、将车桥管延长度方向按头部、中部、尾部划分为三段；
S2、确定淬火参数；
S3、采用两段式加热方式分别对车桥管的头部、中部、尾部进行加热处理；
S4、最后淬水冷却。
进一步，所述步骤S2中的淬火参数包括：淬火加热温度、淬火加热速度、淬火加热保温时间。
进一步，所述步骤3中两段式加热方式为加热至第一保温段温度后进行淬火加热保温处理，再加热至第二保温段温度后进行再次淬火加热保温处理。
进一步，所述淬火加热温度为Ac3+30℃至Ac3+50℃。
进一步，所述淬火加热速度为控制每段温度升温速度，最终同时到达工艺温度。
进一步，所述淬火加热保温的保温系数为0.5-0.7min/mm。
进一步，所述两段式加热中第一保温段加热温度为750-770℃，第二保温段加热温度为860-880℃。
进一步，所述步骤3中，采用井式电阻炉对车桥管进行加热。
本发明提供一种车桥管井式炉淬火方法，包括如下步骤：将车桥管延长度方向按头部、中部、尾部划分为三段；确定淬火参数；采用两段式加热方式分别对车桥管的头部、中部、尾部进行加热处理；最后淬水冷却。这样，采取分段加热方式，钢管头尾温差小，壁厚内外温度均匀一致，总在炉加热时间缩短近2/3，节能降耗明显且表面氧化大大减轻，提高了淬火冷却效果，表面硬度满足35HRC以上要求。
附图说明
图1为本发明一种车桥管井式炉淬火方法的流程示意图；
图2为本发明一种车桥管井式炉淬火方法淬火3个加热区曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图2所示，本发明提供一种车桥管井式炉淬火方法，包括如下步骤：将车桥管延长度方向按头部、中部、尾部划分为三段；确定淬火参数；采用两段式加热方式分别对车桥管的头部、中部、尾部进行加热处理；最后淬水冷却。这样，采取分段加热方式，钢管头尾温差小，壁厚内外温度均匀一致，总在炉加热时间缩短近2/3，节能降耗明显且表面氧化大大减轻，提高了淬火冷却效果，表面硬度满足35HRC以上要求。
本发明的车桥管井式炉淬火方法，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤S2中的淬火参数包括：淬火加热温度、淬火加热速度、淬火加热保温时间。
本发明的车桥管井式炉淬火方法，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤3中两段式加热方式为加热至第一保温段温度后进行淬火加热保温处理，再加热至第二保温段温度后进行再次淬火加热保温处理。这样，目前大多采用快速升温方式，不限制升温速度，但是井式炉垂直加热速度不同，造成垂直方向温度分布不一致。因此，采取分段加热制度，设置每段温度升温速度，最终同时到达工艺温度。
本发明的车桥管井式炉淬火方法，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述淬火加热温度为Ac3+30℃至Ac3+50℃。这样，温度选择原则，适用于大多数合金钢，尤其低合金钢。亚共析钢加热温度为 Ac3温度以上30～50℃；过共析钢淬火温度为Ac1温度以上30～50℃，这温度范围处于奥氏体与渗碳体(A+C)双相区；因而过共析钢的正常的淬火仍属不完全淬火，淬火后得到马氏体基体上分布渗碳体的组织；这-组织状态具有高硬度和高耐磨性。对于过共析钢，若加热温度过高，先共析渗碳体溶解过多，甚至完全溶解，则奥氏体晶粒将发生长大，奥氏体碳含量也增加；淬火后，粗大马氏体组织使钢件淬火态微区内应力增加，微裂纹增多，零件的变形和开裂倾向增加；由于奥氏体碳浓度高，马氏体点下降，残留奥氏体量增加，使工件的硬度和耐磨性降低。
本发明的车桥管井式炉淬火方法，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述淬火加热速度为控制每段温度升温速度，最终同时到达工艺温度。
本发明的车桥管井式炉淬火方法，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述淬火加热保温的保温系数为0.5-0.7min/mm。
本发明的车桥管井式炉淬火方法，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述两段式加热中第一保温段加热温度为 750-770℃，第二保温段加热温度为860-880℃。这样，对于20Mn2低合金结构钢，合金元素含量小于5％，淬火加热保温时间不宜过长，采取零保温或短时保温，取保温系数0.5-0.7min/mm，既达到合金元素完全固溶又防止表面氧化皮过厚，节能降耗又提高淬透性。
本发明的车桥管井式炉淬火方法，如图1-图2所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述步骤3中，采用井式电阻炉对车桥管进行加热。这样，与箱式电阻炉相比，井式电阻炉的工件装炉量要小得多，生产率相对较低，因此，井式电阻炉更适用于质量要求较高的细长工件的热处理，用于对车桥管进行热处理效果优秀。
为了制定合理的淬火加热工艺，具体按照如下方案执行：
确定淬火温度，首先需要查明20Mn2材质的Ac3奥氏体化相变临界点，一般淬火加热温度Ac3+(30-50℃)。
确定淬火加热速度。目前大多采用快速升温方式，不限制升温速度，但是井式炉垂直加热速度不同，造成垂直方向温度分布不一致。因此，采取分段加热制度，设置每段温度升温速度，最终同时到达工艺温度。
确定淬火加热保温时间。对于20Mn2低合金结构钢，合金元素含量小于 5％，淬火加热保温时间不宜过长，采取零保温或短时保温，取保温系数 0.5-0.7min/mm，既达到合金元素完全固溶又防止表面氧化皮过厚，节能降耗又提高淬透性。
根据不同装炉量和炉子加热功率，确定总在炉加热时间，尽量缩短800℃以上加热时间，减少钢管表面氧化皮。
最佳技术方案
采用井式电阻炉淬火加热，3个加热区单独控制加热。
淬火加热温度860-880℃。
采取分两段加热方式，第一段750-770℃，第二段860-880℃。每段升温时间设置不同，要求同时达到工艺淬火温度860-880℃。
淬火加热保温时间，按保温系数0.5-0.7min/mm。
低温慢速高温快速原则，总在炉加热时间控制在120-180min。
实施例：
车桥管所需的原料管规格178x22，试验装炉量：12支，约2吨左右。加热设备：井式电阻炉
淬火加热工艺规范：
淬火炉加热：采用分级2段加热，分别750度和870度。
淬火3个加热区曲线
下区：V1自动升温速度；T1＝30分钟；T2＝45-55分钟；T3＝10-20分钟。
中区：V1自动升温速度；T1＝10分钟；T2＝40-50分钟；T3＝10-20分钟。
上区：V1自动升温速度；T1＝5分钟；T2＝40-50分钟；T3＝10-20分钟。
V2升温速度，通过T2时间长短控制。
淬火温度上区设定880度，中区设定870度，下区设定870度。
以上T1和T2时间设定数值供参考，目的是3个区的加热速度同时性。
淬火加热完成后，打开炉门垂直吊出淬水冷却至100℃以下，检测车桥管头中尾表面HRC硬度，结果如下表所示。
利用这种新型车桥管淬火加热工艺技术，钢管表面淬水硬度均达到 35HRC，头尾硬度分布较均匀，头尾HRC硬度偏差≤5HRC，波动较小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种车桥管井式炉淬火方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将车桥管延长度方向按头部、中部、尾部划分为三段；
S2、确定淬火参数；
S3、采用两段式加热方式分别对车桥管的头部、中部、尾部进行加热处理；
S4、最后淬水冷却。
2.根据权利要求1所述的车桥管井式炉淬火方法，其特征在于：所述步骤S2中的淬火参数包括：淬火加热温度、淬火加热速度、淬火加热保温时间。
3.根据权利要求2所述的车桥管井式炉淬火方法，其特征在于：所述步骤3中两段式加热方式为加热至第一保温段温度后进行淬火加热保温处理，再加热至第二保温段温度后进行再次淬火加热保温处理。
4.根据权利要求3所述的车桥管井式炉淬火方法，其特征在于：所述淬火加热温度为Ac3+30℃至Ac3+50℃。
5.根据权利要求3所述的车桥管井式炉淬火方法，其特征在于：所述淬火加热速度为控制每段温度升温速度，最终同时到达工艺温度。
6.根据权利要求3所述的车桥管井式炉淬火方法，其特征在于：所述淬火加热保温的保温系数为0.5-0.7min/mm。
7.根据权利要求3所述的车桥管井式炉淬火方法，其特征在于：所述两段式加热中第一保温段加热温度为750-770℃，第二保温段加热温度为860-880℃。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的车桥管井式炉淬火方法，其特征在于：所述步骤3中，采用井式电阻炉对车桥管进行加热。
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Pledgee: Bank of Zhengzhou Co.,Ltd. Linzhou Branch

Pledgor: LINZHOU FENGBAO PIPE Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980044739