CN112695180A - 一种超长船用件的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铸钢件热处理技术领域,尤其涉及一种超长船用件的热处理工艺。包括如下步骤:装炉前超平垫铁,铸件修整,试片切口相连,将铸件于台车上居中放置,两侧焊接随型垫铁并垫实;炉窑直接跃迁至第一保温平台,保温2~6h,升温至第二保温平台保温4~8h,对顶温平台蓄热;升温至第一顶温平台,保温12~18h,完成后,对铸件进行空冷之后重新入窑;入窑后至第三保温平台,保温4~10h。到时后升温第二顶温平台,保温12~24h;降温、缓冷、冷却、出炉。本发明升温过程中控制升温速率,控制冷却速度,在满足力学性能同时,减少了组织和温度应力造成的形变风险,采用随行垫铁,满足支撑同时控制产品形变,煤气台车热处理窑,降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及铸钢件热处理技术领域,尤其涉及一种超长船用件的热处理工艺。
背景技术
船艏柱是船体最前端的构件,即人们常见的位于船艏的弯曲部分。由于位于船头且直接与海水接触,是一艘船最先接受水体冲击的位置,起着劈波斩浪、破冰航行等作用。因此对船艏柱的刚度、强度、外形型线以及使用寿命都有着极为严格的要求,以满足其安装适配性和持续冲击载荷的需要。
艏柱铸件产品对力学性能和外形型线有着极高的要求,且铸件本身跨度大、厚度不均、三维结构复杂。使用原有的通用热处理工艺极易发生形变,造成产品报废。因此存在着造成材料的浪费,增加生产成本,降低市场竞争力的问题。
超长船用件船艏柱铸件,长达14米、宽2.9米,弧度弯曲达到3米,创下了世界纪录。同时,如此跨度的艏柱铸件,其内部三维结构复杂、长度方向上有着连续的壁厚变化、外观改变和加强筋构成的窝洞,进一步改变了艏柱铸件不同区域的性能指标,这对热处理工艺提出了更高的要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种超长船用件的热处理工艺。新工艺控制了升温速率,在细化晶粒的同时控制冷却速度,采用了随行垫铁,减少了局部强冷造成的形变风险,缩短了生产周期,降低生产成本。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种超长船用件的热处理工艺,具体包括如下步骤:
1)装炉前超平垫铁,艏柱铸件清净砂子和飞边毛刺,试片切口留5~40mm相连,将艏柱铸件于台车上居中放置,艏柱铸件整体垫高50~400mm,两侧对称位置焊接随型垫铁并垫实;
2)炉窑由室温直接跃迁至200~300℃第一保温平台,保温2~6小时,对铸件整体进行保温预热;
3)第一保温平台保温到时后,以小于等于40℃/h升温至600~700℃第二保温平台保温4~8小时,对铸件整体进行均温,同时对最后的顶温平台进行蓄热准备;
4)第二保温平台到时后,以小于等于50℃/h升温至860~980℃第一顶温平台,保温12~18小时,完成晶粒的转化;
5)在第一顶温平台保温完成后将台车拉出,对艏柱铸件进行空冷;至艏柱铸件底侧端最厚部分测温为50-300℃温度区间时,重新入窑;
6)二次入炉后,炉窑直接跃迁至150-350℃第三保温平台,保温4~10小时,对铸件进行均温处理;
7)在第三保温平台到时后,以小于等于50℃/h升温至500-600℃第二顶温平台,保温12-24小时;
8)在第二个顶温平台后,采用顶火缓冷的方式进行降温,在600-450℃温度区间以小于等于50℃/h缓冷,在450~150℃温度区间以小于等于30℃/h缓冷,冷却至250~150℃出炉。
与现有方法相比,本发明的有益效果是:
1、新工艺在升温过程中控制了升温速率,在细化晶粒的同时控制冷却速度,在满足力学性能需求的同时,减少了局部强冷所带来的组织应力和温度应力造成的形变风险。
2、采用随行垫铁,在满足支撑的同时,控制了产品的形变。
3、热处理工艺使用煤气台车热处理窑,相比电窑缩短了生产周期,降低生产成本。
4、新工艺保证艏柱铸件质量符合所需标准,满足实际生产的使用需要。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明,但不用来限制本发明的范围:
一种超长船用件的热处理工艺,具体包括如下步骤:
1)装炉前超平垫铁,艏柱铸件清净砂子和飞边毛刺,试片切口留5~40mm相连,将艏柱铸件于台车上居中放置,艏柱铸件整体垫高50~400mm,两侧对称位置焊接随型垫铁并垫实;
2)炉窑由室温直接跃迁至200~300℃第一保温平台,保温2~6小时,对铸件整体进行保温预热;
3)第一保温平台保温到时后,以小于等于40℃/h升温至600~700℃第二保温平台保温4-8小时,对铸件整体进行均温,同时对最后的顶温平台进行蓄热准备;
4)第二保温平台到时后,以小于等于50℃/h升温至860~980℃第一顶温平台,保温12-18小时,完成晶粒的转化;
5)在第一顶温平台保温完成后将台车拉出,对艏柱铸件进行空冷。至艏柱铸件底侧端最厚部分测温为50-300℃温度区间时,重新入窑;
6)二次入炉后,炉窑直接跃迁至150~350℃第三保温平台,保温4~10小时,对铸件进行均温处理;
7)在第三保温平台到时后,以小于等于50℃/h升温至500~600℃第二顶温平台,保温12~24小时;
8)在第二顶温平台后,采用顶火缓冷的方式进行降温,在600~450℃温度区间以小于等于50℃/h缓冷,在450~150℃温度区间以小于等于30℃/h缓冷,冷却至250~150℃出炉。
以下列举2个实施例对本发明具体实施方式的具体说明,具体内容如下所示:
【实施例1】
一种超长船用件的热处理工艺,具体包括如下步骤:
1)装炉前超平垫铁,艏柱铸件清净砂子和飞边毛刺,试片切口留20mm相连。将艏柱铸件于台车上居中放置,两侧对称位置焊接随型垫铁并垫实;
2)炉窑由室温直接跃迁至200℃第一保温平台,保温6小时,对铸件整体进行保温预热;
3)第一保温平台保温到时后,以小于等于40℃/h升温至600℃第二保温平台保温8小时,对铸件整体进行均温,同时对最后的顶温平台进行蓄热准备;
4)第二保温平台到时后,以小于等于50℃/h升温至900℃第一顶温平台,保温18小时,完成晶粒的转化;
5)在第一顶温平台保温完成后将台车拉出,对艏柱铸件进行空冷。至艏柱铸件底侧端最厚部分测温为50℃时,重新入窑;
6)二次入炉后,炉窑直接跃迁至150℃第三保温平台,保温10小时,对铸件进行均温处理;
7)在第三保温平台到时后,以小于等于50℃/h升温至500℃第二顶温平台,保温12小时;
8)在第二个顶温平台后,采用顶火缓冷的方式进行降温,在600℃以小于等于50℃/h缓冷,在450℃以小于等于30℃/h缓冷,冷却至250℃出炉。
【实施例2】
一种超长船用件的热处理工艺,具体包括如下步骤:
1)装炉前超平垫铁,艏柱铸件清净砂子和飞边毛刺,试片切口留15mm相连。将艏柱铸件于台车上居中放置,两侧对称位置焊接随型垫铁并垫实;
2)炉窑由室温直接跃迁至300℃第一保温平台,保温2小时,对铸件整体进行保温预热;
3)第一保温平台保温到时后,以小于等于40℃/h升温至700℃第二保温平台保温4小时,对铸件整体进行均温,同时对最后的顶温平台进行蓄热准备;
4)第二保温平台到时后,以小于等于50℃/h升温至950℃第一顶温平台,保温12小时,完成晶粒的转化;
5)在第一顶温平台保温完成后将台车拉出,对艏柱铸件进行空冷。至艏柱铸件底侧端最厚部分测温为300℃时,重新入窑;
6)二次入炉后,炉窑直接跃迁至350℃第三保温平台,保温4小时,对铸件进行均温处理;
7)在第三保温平台到时后,以小于等于50℃/h升温至600℃第二顶温平台,保温12小时;
8)在第二个顶温平台后,采用顶火缓冷的方式进行降温,在450℃温度区间以小于等于50℃/h缓冷,在150℃温度区间以小于等于30℃/h缓冷,冷却至150℃出炉。
本发明在升温过程中控制了升温速率,在细化晶粒的同时控制冷却速度,在满足力学性能需求的同时,减少了局部强冷所带来的组织应力和温度应力造成的形变风险。采用随行垫铁,在满足支撑的同时,控制了产品的形变。热处理工艺使用煤气台车热处理窑,相比电窑缩短了生产周期,降低生产成本。本发明保证艏柱铸件质量符合所需标准,满足实际生产的使用需要。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种超长船用件的热处理工艺,其特征在于,具体包括如下步骤:
1)装炉前超平垫铁,试片切口留5~40mm相连,将艏柱铸件于台车上居中放置,艏柱铸件整体垫高50~400mm,两侧对称位置焊接随型垫铁并垫实;
2)入炉,炉窑由室温直接跃迁至200~300℃第一保温平台,保温2~6小时,对铸件整体进行保温预热;
3)第一保温平台保温到时后,升温至600~700℃第二保温平台,保温4~8小时,对铸件整体进行均温,同时对最后的顶温平台进行蓄热准备;
4)第二保温平台到时后,以小于等于50℃/h升温至860~980℃第一顶温平台,并保温,完成晶粒的转化;
5)在第一顶温平台保温完成后将台车拉出,对艏柱铸件进行空冷,至艏柱铸件底侧端最厚部分测温为50~300℃温度区间时,重新入窑;
6)二次入炉后,炉窑直接跃迁至150~350℃第三保温平台,并保温,对铸件进行均温处理;
7)在第三保温平台到时后,升温至500~600℃第二顶温平台,保温12~24小时;
8)在第二个顶温平台后,采用顶火缓冷的方式进行降温,在不同温度区间采用不同速率缓冷,冷却至250~150℃出炉。
2.根据权利要求1所述的一种超长船用件的热处理工艺,其特征在于,步骤3)所述升温至600~700℃第二保温平台的升温速度为小于等于40℃/h。
3.根据权利要求1所述的一种超长船用件的热处理工艺,其特征在于,步骤4)所述第一顶温平台保温时间为12~18小时。
4.根据权利要求1所述的一种超长船用件的热处理工艺,其特征在于,步骤6)所述第三保温平台保温时间为4~10小时。
5.根据权利要求1所述的一种超长船用件的热处理工艺,其特征在于,步骤7)所述升温至500~600℃第二顶温平台的升温速度为小于等于50℃/h。
6.根据权利要求1所述的一种超长船用件的热处理工艺,其特征在于,步骤8所述不同温度区间采用不同速率缓冷为在600~450℃温度区间以小于等于50℃/h缓冷,在450~150℃温度区间以小于等于30℃/h缓冷。
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