CN113667811A - 钢锹等温热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉农具生产技术领域，具体涉及一种钢锹等温热处理方法，包括；将钢锹加热使得钢锹的内部组织奥氏体化、将钢锹倒置放入盐浴炉中进行等温淬火，在进行等温淬火过程中，反复将刃口部分露出淬火介质，使得刃口部分回火，得到更高的硬度，而颈部这连续进行等温催后，得到更好的韧性，本发明的等温热处理方法对钢锹的不同部分进行了不同的热处理，且方法简单，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉农具生产技术领域，具体涉及一种钢锹等温热处理方法。
背景技术
钢锹是一种农具，用于耕地、铲土等劳作，如今广泛应用在建筑生产领域中，钢锹的制造过程包括加热、锻压成型以及热处理等步骤，其中热处理步骤关系到钢锹的使用性能，是非常重要的一步，现有技术中对钢锹的热处理工艺多是将钢锹加热后置于盐浴炉中等温处理，使得钢锹中材料完成贝氏体转换，以提高强度、硬度、韧性和耐磨性。
在传统的工厂化生产过程中，钢锹的等温热处理都是将钢锹整体加热、整体淬火，最后整体冷却。但是钢锹在实际使用过程中，不同部位的性能要求是不同的，例如钢锹的刃部，因为需要与待铲除的建筑垃圾等直接碰撞接触，因此需要较高的硬度、耐磨性能，而钢锹的颈部作为连接握柄的部位，则需要更好的韧性，避免断裂开口。现有的热处理工艺无法同时满足这些需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供钢锹等温热处理方法，对钢锹的不同部分进行了不同的热处理，且方法简单，易于实现。
本发明的钢锹等温热处理方法，包括以下步骤：
第一步：将钢锹加热至850-900℃，并保温20分钟以上，使得钢锹的内部组织奥氏体化；
第二步：将钢锹倒置放入盐浴炉中进行等温淬火，盐浴炉温度在220-340℃，等温时间15-20min；
在进行等温淬火过程中，在钢锹温度完全降至盐浴炉温度之前，将钢锹上提，使得钢锹的刃口部分露出，在刃口部分内外温度相近时，重新将钢锹完全放入盐浴池，浸没0.5-1s，再重新上提，当钢锹温度与盐浴炉温度相当后，使其在盐浴炉中等温转变，最后冷却至室温。
进一步，等温淬火过程中，盐浴炉中的淬火介质对钢锹的冷速在50-70℃之间。
进一步，盐浴炉温度在220-250℃。
进一步，所述盐浴炉包括盐槽以及所述盐槽上的盖体，所述盖体内部设置有温控装置以及与所述温控装置电性连接的保温加热组件，在进行等温淬火过程中，保温加热组件以及温控装置维持盐槽上部空气部分的温度稳定在180-200℃。
进一步，所述盐浴炉在所述盐槽的上方设置有吊架，所述钢锹固定在所述吊架上进行等温处理，所述盐浴炉在盐槽的上方两侧设置有转轮，所述转轮由外部的第一电机进行驱动，所述转轮上设置有偏心的托架，所述吊架的两侧滑动设置在所述托架上，所述盐浴炉的两侧还设置有前进驱动机构。
进一步，所述冷却至室温的方式包括空冷、水冷和风冷。
本发明的有益效果是：本发明公开的钢锹等温热处理方法，以倒置的方式将钢锹放入盐浴炉中，有效避免钢锹的开刃部分的开裂，在进行等温淬火热处理过程中，反复将钢锹上提，露出钢锹的开刃部分，利用自身的余热和盐浴炉上方的空气热量使其回火，节约能源，且回火后的开刃部分硬度提高，耐磨性能增加，在使用过程中不易崩坏，而钢锹的颈部始终浸没于盐浴炉中，进行等温淬火，得到均匀的贝氏体结构，具有高韧性、高强度的特点，不易断裂。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明中的盐浴炉的结构示意图。
附图标记说明：盐槽1、盖体2、吊架3、转轮4、托架5、前进驱动机构6。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。
如图所示，本实施例中的钢锹等温热处理方法，第一步首先将钢锹奥氏体化，具体的，将钢锹整体加热至850-900℃之间的范围，并保温20分钟以上，第二步将钢锹倒置地放入盐浴炉中进行等温淬火，所述的倒置指的是将钢锹的刃口部分朝上、颈部朝下，盐浴炉温度在220-340℃，在低于索氏体转变温度和高于马氏体形成温度的温度范围内为好，优选为220-250℃，等温时间15-20min。
在进行等温淬火过程中，在钢锹温度完全降至盐浴炉温度之前，将钢锹上提，使得钢锹的刃口部分露出，在刃口部分内外温度相近时，重新将钢锹完全放入盐浴池，浸没0.5-1s，再重新上提，当钢锹温度与盐浴炉温度相当后，使其在盐浴炉中等温转变，最后冷却至室温。
在上述过程中，刃口部分被反复暴露于上方的高温空气中，此时刃口部分内部的热量向外侧传递，实现回火，在将刃口部分最初浸入淬火介质时，已有部分贝氏体产生，在上提后由于温度的降低，部分奥氏体转变为马氏体，在随后的等温以及冷却过程中，剩余的奥氏体缓慢地进入贝氏体转变区，获得的贝氏体/马氏体复合相，这样结构的刃口部分不卷，不崩，硬度高。
等温淬火过程中，盐浴炉中的淬火介质对钢锹的冷速在50-70℃之间。
本发明中采用的所述盐浴炉为专用盐浴炉，包括盐槽1以及所述盐槽1上的盖体2，所述盖体2内部设置有温控装置以及与所述温控装置电性连接的保温加热组件，在进行等温淬火过程中，保温加热组件以及温控装置维持盐槽1上部空气部分的温度稳定在180-200℃，低于马氏体转换温度，且优选的，盖体2具有保温功能，利用下方淬火介质的温度以及钢锹本身的余热完成回火，节约能源。
采用上述的方式生产钢锹，其刃口部分的硬度有效提高，达到50-53HRc，颈部硬度在45-48HRc之间，对钢锹进行落锤实验以及静载实现，均达到优等品等级(形变小于0.5mm)。
本实施例中，所述盐浴炉在所述盐槽1的上方设置有吊架3，所述钢锹固定在所述吊架3上进行等温处理，所述盐浴炉在盐槽1的上方两侧设置有转轮4，所述转轮4由外部的第一电机进行驱动，所述转轮4上设置有偏心的托架5，所述吊架3的两侧滑动设置在所述托架5上，在需要将钢锹上提时，利用第一电机驱动转盘转动移动角度，将托架5托举起来，使得刃口部分暴露出，所述盐浴炉的两侧还设置有前进驱动机构6，本实施例中，所述的前进驱动机构6包括有第二电机带动的齿轮，在吊架3被托举至上方后，托架5两侧的齿条与齿轮接触，驱动齿轮转动皆可将带有钢锹的吊架3输出。
本发明中的所述冷却至室温的方式包括空冷、水冷和风冷，本实施例在盐槽1的一侧设置水冷用的水槽。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.钢锹等温热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将钢锹加热至850-900℃，并保温20分钟以上，使得钢锹的内部组织奥氏体化；
第二步：将钢锹倒置放入盐浴炉中进行等温淬火，盐浴炉温度在220-340℃，等温时间15-20min；
在进行等温淬火过程中，在钢锹温度完全降至盐浴炉温度之前，将钢锹上提，使得钢锹的刃口部分露出，在刃口部分内外温度相近时，重新将钢锹完全放入盐浴池，浸没0.5-1s，再重新上提，当钢锹温度与盐浴炉温度相当后，使其在盐浴炉中等温转变，最后冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的钢锹等温热处理方法，其特征在于：等温淬火过程中，盐浴炉中的淬火介质对钢锹的冷速在50-70℃之间。
3.根据权利要求2所述的钢锹等温热处理方法，其特征在于：盐浴炉温度在220-250℃。
4.根据权利要求1所述的钢锹等温热处理方法，其特征在于：所述盐浴炉包括盐槽以及所述盐槽上的盖体，所述盖体内部设置有温控装置以及与所述温控装置电性连接的保温加热组件，在进行等温淬火过程中，保温加热组件以及温控装置维持盐槽上部空气部分的温度稳定在180-200℃。
5.根据权利要求4所述的钢锹等温热处理方法，其特征在于：所述盐浴炉在所述盐槽的上方设置有吊架，所述钢锹固定在所述吊架上进行等温处理，所述盐浴炉在盐槽的上方两侧设置有转轮，所述转轮由外部的第一电机进行驱动，所述转轮上设置有偏心的托架，所述吊架的两侧滑动设置在所述托架上，所述盐浴炉的两侧还设置有前进驱动机构。
6.根据权利要求1所述的钢锹等温热处理方法，其特征在于：所述冷却至室温的方式包括空冷、水冷和风冷。
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