CN113969389A - 一种螺丝生产的低温渗碳工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺丝生产的低温渗碳工艺，包括以下步骤：步骤一，将经过碾牙的螺丝进行收集，同时对网带连续炉进行预热；步骤二，将收集好的螺丝投入预热后的网带连续炉，继续升温，并将渗碳剂注入网带连续炉内。本发明提供的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，主要在于制备工艺简单，原料成本低，保证了网带连续炉内的碳势处于饱和状态，用780°的温度加入甲醇和煤气的混合比，保温一段时间后，快速冷却得到淬火马氏体和残余奥氏体，经过不同的回火温度，得到不同的回火马氏体和少量残余奥氏体，具有变形量小，清洗容易，降低能耗，减少大气污染，降低了螺丝后续电镀清洗难度，提升螺丝的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及螺丝生产领域，尤其涉及一种螺丝生产的低温渗碳工艺。
背景技术
螺丝为日常生活中不可或缺的工业必需品不论是钟表、眼镜等使用的极小的螺丝，还是电视、电气制品等使用的一般螺丝，甚至于工程、建筑等使用的大型螺丝、螺帽，螺丝在工业上具有重要作用，同时螺丝也是千百年来人们生产生活中的共同发明，螺丝的作用主要是把两个工件连在一起，起紧固的作用；
在螺丝进行生产的过程中，需要对螺丝进行渗碳，从而提高螺丝的强度，但现有的螺丝渗碳工艺大都是在900℃-940℃的温度下，加入渗碳剂，保温一段时间后，快速冷却，用于提高耐磨性及增大扭矩力，但这种方式会导致螺丝的变形量大、清洗难，容易影响下道工序电镀的外观质量，为此，我们提出一种螺丝生产的低温渗碳工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种螺丝生产的低温渗碳工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种螺丝生产的低温渗碳工艺，包括以下步骤：
步骤一，将经过碾牙的螺丝进行收集，同时对网带连续炉进行预热；
步骤二，将收集好的螺丝投入预热后的网带连续炉，继续升温，并将渗碳剂注入网带连续炉内，使网带连续炉内的碳势处于饱和状态，然后进行第一次渗碳工作，渗碳工作完成后，采用风冷，对网带连续炉内的螺丝工件进行降温；
步骤三重新对网带连续炉进行升温预热，预热温度控制在350℃-450℃，将对冷却后的螺丝工件重新放入网带加热炉内，同时对网带连续炉内部的渗碳剂进行补充，对螺丝工件进行二次渗碳，并进行风冷；
步骤四，将渗碳完毕的螺丝工件进行一次淬火，将经二次渗碳处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，并向加热炉中按照0.01ml/s的速度通入甲醇，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为70-85℃，时间0.5-1.5h，将经一次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗；
步骤五，将清洗后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行二次淬火加热处理，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为90-105℃，时间0.5～1h，将经二次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗；
步骤六，对进行二次淬火后的螺丝工件进行高温回火，将加热炉预热，将工件一次性放入加热炉，将工件加热至400-550℃，回火1～1.5h，后采用水冷进行冷却；
步骤七，将经过二次淬火后的螺丝工件，再次进行低温回火，将工件加热至140-155℃，保持工件温度，自然回火2.5～3.5h，后通过空气冷至室温；
步骤八，将螺丝工件表面的脱碳进行清理。
所述步骤一中的网带连续炉预热温度控制在450℃-550℃，预热时间控制在0.5h-1h。
所述步骤二中的升温温度控制在800℃-900℃，并保温0.5h-1h，所述渗碳剂采用煤气与甲醇的混合气体，所述风冷速率控制在8℃-10℃/s。
所述步骤三中二次渗碳的温度控制在680℃-780℃，并将这个温度保持2h-3h，同时保证渗碳剂的添加，所述二次渗碳的风冷速率控制在12℃-15℃/s。
所述一次渗碳与二次渗碳均分为预热－渗碳－扩散三个环节，所述一次渗碳的预热温度控制在450℃-550℃之间，渗碳温度控制在800℃-900℃，扩散温度控制在700℃-800℃；所述二次渗碳的预热温度控制在350℃-450℃，渗碳温度控制在680℃-780℃，扩散温度控制在680℃-720℃。
所述步骤四中的一次淬火的温度控制在800℃-850℃，淬火时间控制在1h-1.5h，淬火过程中，温度变化不超过±20℃。
所述步骤五中的二次淬火的淬火温度控制在550℃-600℃。淬火时间控制在2h-2.5h，淬火过程中，温度变化不超过±20℃。
所述步骤六中的通过水冷将工件以13-15℃/s的冷却速率冷却至100℃-120℃后，并进行保温，保温时间控制在1.5-2h。
所述步骤八中的脱碳，通过水流进行冲洗，清除表面的碳灰。
所述步骤四与步骤五中使用的淬火油采用市面上常用的普通淬火油以及高速淬火油。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，主要在于制备工艺简单，原料成本低，保证了网带连续炉内的碳势处于饱和状态，用780°的温度加入甲醇和煤气的混合比，保温一段时间后，快速冷却得到淬火马氏体和残余奥氏体，经过不同的回火温度，得到不同的回火马氏体和少量残余奥氏体，具有变形量小，清洗容易，降低能耗，减少大气污染，降低了螺丝后续电镀清洗难度，提升螺丝的生产效率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种螺丝生产的低温渗碳工艺，包括以下步骤：
步骤一，将经过碾牙的螺丝进行收集，同时对网带连续炉进行预热，所述步骤一中的网带连续炉预热温度控制在450℃，预热时间控制在0.5h；
步骤二，将收集好的螺丝投入预热后的网带连续炉，继续升温，并将渗碳剂注入网带连续炉内，使网带连续炉内的碳势处于饱和状态，然后进行第一次渗碳工作，渗碳工作完成后，采用风冷，对网带连续炉内的螺丝工件进行降温，所述步骤二中的升温温度控制在800℃，并保温0.5h，所述渗碳剂采用煤气与甲醇的混合气体，所述风冷速率控制在8℃/s；
步骤三，重新对网带连续炉进行升温预热，预热温度控制在350℃，将对冷却后的螺丝工件重新放入网带加热炉内，同时对网带连续炉内部的渗碳剂进行补充，对螺丝工件进行二次渗碳，并进行风冷；所述步骤三中二次渗碳的温度控制在680℃，并将这个温度保持2h，同时保证渗碳剂的添加，所述二次渗碳的风冷速率控制在12℃/s，所述一次渗碳与二次渗碳均分为预热－渗碳－扩散三个环节，所述一次渗碳的预热温度控制在450℃，渗碳温度控制在800℃，扩散温度控制在700℃；所述二次渗碳的预热温度控制在350℃，渗碳温度控制在680℃，扩散温度控制在640℃；
步骤四，将渗碳完毕的螺丝工件进行一次淬火，将经二次渗碳处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，并向加热炉中按照0.01ml/s的速度通入甲醇，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为70℃，时间0.5h，将经一次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗，所述步骤四中的一次淬火的温度控制在800℃，淬火时间控制在1h，淬火过程中，温度变化不超过±20℃；
步骤五，将清洗后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行二次淬火加热处理，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为90℃，时间0.5h，将经二次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗，所述步骤五中的二次淬火的淬火温度控制在550℃。淬火时间控制在2h，淬火过程中，温度变化不超过±20℃；
步骤六，对进行二次淬火后的螺丝工件进行高温回火，将加热炉预热，将工件一次性放入加热炉，将工件加热至400-550℃，回火1～1.5h，后采用水冷进行冷却，所述步骤六中的通过水冷将工件以13℃/s的冷却速率冷却至100℃后，并进行保温，保温时间控制在1.5h；
步骤七，将经过二次淬火后的螺丝工件，再次进行低温回火，将工件加热至140℃，保持工件温度，自然回火2.5h，后通过空气冷至室温；
步骤八，将螺丝工件表面的脱碳进行清理，所述步骤八中的脱碳，通过水流进行冲洗，清除表面的碳灰。
所述步骤四与步骤五中使用的淬火油采用市面上常用的普通淬火油以及高速淬火油。
实施例2
一种螺丝生产的低温渗碳工艺，包括以下步骤：
步骤一，将经过碾牙的螺丝进行收集，同时对网带连续炉进行预热，所述步骤一中的网带连续炉预热温度控制在550℃，预热时间控制在1h；
步骤二，将收集好的螺丝投入预热后的网带连续炉，继续升温，并将渗碳剂注入网带连续炉内，使网带连续炉内的碳势处于饱和状态，然后进行第一次渗碳工作，渗碳工作完成后，采用风冷，对网带连续炉内的螺丝工件进行降温，所述步骤二中的升温温度控制在900℃，并保温1h，所述渗碳剂采用煤气与甲醇的混合气体，所述风冷速率控制在10℃/s；
步骤三，重新对网带连续炉进行升温预热，预热温度控制在350℃-450℃，将对冷却后的螺丝工件重新放入网带加热炉内，同时对网带连续炉内部的渗碳剂进行补充，对螺丝工件进行二次渗碳，并进行风冷，所述步骤三中二次渗碳的温度控制在780℃，并将这个温度保持3h，同时保证渗碳剂的添加，所述二次渗碳的风冷速率控制在15℃/s；
步骤四，将渗碳完毕的螺丝工件进行一次淬火，将经二次渗碳处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，并向加热炉中按照0.01ml/s的速度通入甲醇，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为85℃，时间1.5h，将经一次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗，所述步骤四中的一次淬火的温度控制在850℃，淬火时间控制在1.5h，淬火过程中，温度变化不超过±20℃，所述一次渗碳与二次渗碳均分为预热－渗碳－扩散三个环节，所述一次渗碳的预热温度控制在550℃，渗碳温度控制在900℃，扩散温度控制在800℃；所述二次渗碳的预热温度控制在450℃，渗碳温度控制在780℃，扩散温度控制在720℃；
步骤五，将清洗后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行二次淬火加热处理，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为90℃-105℃，时间0.5h-1h，将经二次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗，所述步骤五中的二次淬火的淬火温度控制在600℃。淬火时间控制在2.5h，淬火过程中，温度变化不超过±20℃；
步骤六，对进行二次淬火后的螺丝工件进行高温回火，将加热炉预热，将工件一次性放入加热炉，将工件加热至550℃，回火1.5h，后采用水冷进行冷却，所述步骤六中的通过水冷将工件以15℃/s的冷却速率冷却至120℃后，并进行保温，保温时间控制在2h；
步骤七，将经过二次淬火后的螺丝工件，再次进行低温回火，将工件加热至155℃，保持工件温度，自然回火3.5h，后通过空气冷至室温；
步骤八，将螺丝工件表面的脱碳进行清理，所述步骤八中的脱碳，通过水流进行冲洗，清除表面的碳灰。
所述步骤四与步骤五中使用的淬火油采用市面上常用的普通淬火油以及高速淬火油。
实施例3
一种螺丝生产的低温渗碳工艺，包括以下步骤：
步骤一，将经过碾牙的螺丝进行收集，同时对网带连续炉进行预热，所述步骤一中的网带连续炉预热温度控制在500℃，预热时间控制在45min；
步骤二，将收集好的螺丝投入预热后的网带连续炉，继续升温，并将渗碳剂注入网带连续炉内，使网带连续炉内的碳势处于饱和状态，然后进行第一次渗碳工作，渗碳工作完成后，采用风冷，对网带连续炉内的螺丝工件进行降温，所述步骤二中的升温温度控制在850℃，并保温45min，所述渗碳剂采用煤气与甲醇的混合气体，所述风冷速率控制在9℃/s；
步骤三，重新对网带连续炉进行升温预热，预热温度控制在400℃，将对冷却后的螺丝工件重新放入网带加热炉内，同时对网带连续炉内部的渗碳剂进行补充，对螺丝工件进行二次渗碳，并进行风冷，所述步骤三中二次渗碳的温度控制在750℃，并将这个温度保持2.5h，同时保证渗碳剂的添加，所述二次渗碳的风冷速率控制在14/s；
步骤四，将渗碳完毕的螺丝工件进行一次淬火，将经二次渗碳处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，并向加热炉中按照0.01ml/s的速度通入甲醇，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为75℃，时间1h，将经一次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗，所述步骤四中的一次淬火的温度控制在820℃，淬火时间控制在70min，淬火过程中，温度变化不超过±20℃，所述一次渗碳与二次渗碳均分为预热－渗碳－扩散三个环节，所述一次渗碳的预热温度控制在500℃，渗碳温度控制在850℃，扩散温度控制在750℃；所述二次渗碳的预热温度控制在400℃，渗碳温度控制在750℃，扩散温度控制在720℃；
步骤五，将清洗后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行二次淬火加热处理，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为95℃，时间40min，将经二次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗，所述步骤五中的二次淬火的淬火温度控制在570℃。淬火时间控制在130min，淬火过程中，温度变化不超过±20℃；
步骤六，对进行二次淬火后的螺丝工件进行高温回火，将加热炉预热，将工件一次性放入加热炉，将工件加热至500℃，回火70min，后采用水冷进行冷却，所述步骤六中的通过水冷将工件以14℃/s的冷却速率冷却至110℃后，并进行保温，保温时间控制在100min；
步骤七，将经过二次淬火后的螺丝工件，再次进行低温回火，将工件加热至150℃，保持工件温度，自然回火3h，后通过空气冷至室温；
步骤八，将螺丝工件表面的脱碳进行清理，所述步骤八中的脱碳，通过水流进行冲洗，清除表面的碳灰。
所述步骤四与步骤五中使用的淬火油采用市面上常用的普通淬火油以及高速淬火油。
表1螺丝生产的性能对比表
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 变形量 | 变形量小 | 变形量小 | 变形量小 |
| 强度 | 强度低 | 强度高 | 强度中等 |
| 塑造性 | 可塑性强 | 塑造性差 | 具有一定的可塑性 |
| 韧性 | 韧性高 | 韧性低 | 韧性较好 |
| 清洗难度 | 清洗难度低 | 清洗难度低 | 清洗难度低 |
综上所述，参照表1可知，实施例1的可塑性与韧性都较好，但强度较差，适合用在一些精密螺丝的制造，实施例2的强度高，但可塑性与韧性较差，适合制作大型螺丝，实施例3的各项指标较为均衡，适用性较广。
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 (10)
1.一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将经过碾牙的螺丝进行收集，同时对网带连续炉进行预热；
步骤二，将收集好的螺丝投入预热后的网带连续炉，继续升温，并将渗碳剂注入网带连续炉内，使网带连续炉内的碳势处于饱和状态，然后进行第一次渗碳工作，渗碳工作完成后，采用风冷，对网带连续炉内的螺丝工件进行降温；
步骤三，重新对网带连续炉进行升温预热，预热温度控制在350℃-450℃，将对冷却后的螺丝工件重新放入网带加热炉内，同时对网带连续炉内部的渗碳剂进行补充，对螺丝工件进行二次渗碳，并进行风冷；
步骤四，将渗碳完毕的螺丝工件进行一次淬火，将经二次渗碳处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，并向加热炉中按照0.01ml/s的速度通入甲醇，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为70℃-85℃，时间0.5-1.5h，将经一次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗；
步骤五，将清洗后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行二次淬火加热处理，工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为90℃-105℃，时间0.5h-1h，将经二次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗；
步骤六，对进行二次淬火后的螺丝工件进行高温回火，将加热炉预热，将工件一次性放入加热炉，将工件加热至400℃-550℃，回火1h-1.5h，后采用水冷进行冷却；
步骤七，将经过二次淬火后的螺丝工件，再次进行低温回火，将工件加热至140℃-155℃，保持工件温度，自然回火2.5h-3.5h，后通过空气冷至室温；
步骤八，将螺丝工件表面的脱碳进行清理。
2.根据权利要求1所述的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，所述步骤一中的网带连续炉预热温度控制在450℃-550℃，预热时间控制在0.5h-1h。
3.根据权利要求1所述的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，所述步骤二中的升温温度控制在800℃-900℃，并保温0.5h-1h，所述渗碳剂采用煤气与甲醇的混合气体，所述风冷速率控制在8℃-10℃/s。
4.根据权利要求1所述的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，所述步骤三中二次渗碳的温度控制在680℃-780℃，并将这个温度保持2h-3h，同时保证渗碳剂的添加，所述二次渗碳的风冷速率控制在12℃-15℃/s。
5.根据权利要求1所述的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，所述一次渗碳与二次渗碳均分为预热－渗碳－扩散三个环节，所述一次渗碳的预热温度控制在450℃-550℃之间，渗碳温度控制在800℃-900℃，扩散温度控制在700℃-800℃；所述二次渗碳的预热温度控制在350℃-450℃，渗碳温度控制在640℃-780℃，扩散温度控制在680℃-720℃。
6.根据权利要求1所述的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，所述步骤四中的一次淬火的温度控制在800℃-850℃，淬火时间控制在1h-1.5h，淬火过程中，温度变化不超过±20℃。
7.根据权利要求1所述的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，所述步骤五中的二次淬火的淬火温度控制在550℃-600℃。淬火时间控制在2h-2.5h，淬火过程中，温度变化不超过±20℃。
8.根据权利要求1所述的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，所述步骤六中的通过水冷将工件以13-15℃/s的冷却速率冷却至100℃-120℃后，并进行保温，保温时间控制在1.5h-2h。
9.根据权利要求1所述的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，所述步骤八中的脱碳，通过水流进行冲洗，清除表面的碳灰。
10.一种权利要求1所述的一种螺丝生产的低温渗碳工艺，其特征在于，所述步骤四与步骤五中使用的淬火油采用市面上常用的普通淬火油以及高速淬火油。
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