CN114836602A - 一种金刚线黄铜丝盐浴等温淬火热处理工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理装置和工艺方法，涉及热处理领域，设备包括：盐浴冷却槽、冷却槽储盐罐、盐浴等温槽、等温槽储盐罐、高温盐泵、输盐管路、回盐管路、加热装置、冷却装置、渣处理过滤装置、吹扫装置、清洗机、以及性能预报系统。储盐罐上有盐泵和冷却槽相连，将熔盐输入冷却槽；熔盐在冷却槽槽两端流出，最后回流管路流回储盐罐，完成熔盐的大循环；冷却槽形成一定液位，钢丝水平进入冷却槽，钢丝被冷却后出冷却槽；钢丝进入等温槽；等温槽末端设计有热风刀，实现表面残盐的吹扫；钢丝通过等温槽后进入清洗机，然后进入下一道处理。本发明提供一种盐浴处理装置和钢丝热处理控制工艺，适合钢丝热处理领域的推广。

Description

一种金刚线黄铜丝盐浴等温淬火热处理工艺方法

技术领域

本发明涉及金刚线黄铜丝或者钢丝类金属制品热处理技术领域，尤其是涉及一种钢丝盐浴等温淬火热处理工艺以及设备，通过对加热后的钢丝进行冷却槽处理、等温槽处理、热风刀吹扫、清洗，实现对钢丝索氏体化处理的目的，非常适合切割丝，金刚线等高端金属制品的热处理。

背景技术

工业上许多东西是用切割线来切割的，比如光伏领域的多晶硅切片。切割线、金刚线就是这类材料。目前主流的用于光伏领域的硅片切割线是超精细切割钢丝，直径大约是100微米以下。而高性能的金刚线、切割丝、钢帘线等高端产品生产技术控制非常严格。其中金刚线是强度最高，直径最细的一类，其抗拉强度可以达到5600MPa，对钢丝的断丝率、切割速率等提出非常严格的要求。

金刚线目前的生产工艺是金刚砂通过树脂粘合的方式，将金刚砂附着在钢线上的线锯。在高速的切割中，金刚线的磨损很大，而且如果超高速的切割，整条金刚线容易发热软化，直接影响了硅片表面的切割质量。因此对金刚线的拉拔性能和钢丝的强度提出严格的要求。在生产金刚线之前最关键的是金刚线黄铜丝的制备，黄铜丝经过湿拉拔，就可以制备成最终的金刚线。

传统的金刚线黄铜丝的制备是将采用多道次拉拔不断实现钢丝直径的缩小和抗拉强度的提高，当钢丝强度达到一定程度后，其塑性不断降低，逐渐不能进一步拉拔，这时需要对钢丝进行加热和索氏体化处理。常规的索氏体处理工艺有两种一种是水浴处理、一种是铅浴处理。水浴处理因为其成本低设备简单在切割丝行业推广比较多，但钢丝细化到一定程度，水浴由于其冷却介质温度只能在100℃以下，很容易造成过冷，而出现钢丝组织异常，不能满足0.4-0.8mm金刚线黄铜丝的生产工艺要求。铅浴等温淬火在盘条索氏体处理领域应用较多，其安全使用的温度基本在500℃以下，而金刚线由于钢丝细、合金低，其索氏体温度一般在600℃附近，铅浴这一温度下其挥发性导致的污染，对人体伤害极大。比利时贝卡尔特为解决环保问题提出了铅铋合金等温淬火的技术，但淬火介质成本太高，而且其污染和对人体的毒害还是没有根本解决。最近几年行业提出了一种盐浴等温淬火工艺技术，通过熔融高温盐替代铅浴和水浴，在金刚线领域实现了突破，但是该技术存在一些列问题：第一，由于其盐浴介质采用硝酸盐，盐浴温度超过580℃后，熔盐的挥发性大幅提高，给除尘系统带来很大的压力；第二该技术采用单槽等温淬火设计，等温淬火温度没有根据高碳钢钢丝组织转变中相变前段、相变段、相变后段的特性，进行等温温度柔性化的设计，导致其在更细规格的钢丝开发上遇到了瓶颈；第三，该装置没有设计很好的捞渣和过滤系统，导致长期使用盐槽内积累的氧化铁皮和杂质污染熔盐，倒是熔盐老化严重，影响钢丝组织性能的稳定性；第四，该设备没有采用单体化设计思路，将加热、冷却、储盐、循环集成在一起，设备受高温影响事故频发，检修很复杂；第五，该设备不工作时大量熔盐必须在盐槽内大功率保温，节能效果差。

本发明提供了一种全新的金刚线黄铜丝盐浴等温淬火的工艺方法和设备，其相比较传统的水浴具有钢丝等温淬火的功能，相比较铅浴和铅铋合金热处理具有更好的环保特性，同时在目前常规盐浴淬火的基础上，更新了新的熔盐混配体系，可以保证600℃以上的运行温度，同时装备采用双槽的布置，工艺柔性化高、可开发品种多，另外其设备设计上采用单体化的设计理念，实现淬火槽和储盐罐的分离，加热系统、冷却系统、捞渣系统和淬火工作区的分离，设备检修方便、功能化多、高效节能、质量稳定，同时本发明在钢丝的表面残盐清除方面设计了热风刀、水清洗、超声波三种组合方式，保证表面和氧化铁皮缝隙的残盐清除干净。非常适合目前的钢丝热处理领域，尤其是金刚线黄铜丝生产线的升级改造。

发明内容

本发明提供了一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺方法，涉及金属制品和热处理设备技术领域，该盐浴等温淬火热处理设备包括：盐浴冷却槽、冷却槽储盐罐、盐浴等温槽、等温槽储盐罐、高温盐泵、输盐管路、回盐管路、加热装置、冷却装置、渣处理过滤装置、吹扫装置、清洗机、以及组织性能预报系统。

储盐罐上布置有高温盐泵通过输盐管路和淬火槽相连，将储盐罐的高温熔盐输入淬火槽，并在并通过调整盐泵开启的数量和频率来控制淬火槽的液位和输盐量；熔盐在淬火槽两端流出，最互汇集到回流管路流回储盐罐，完成整个熔盐的大循环；淬火槽形成一定液位后，钢丝水平进入淬火槽，并在淬火槽液位之下和熔盐发生热交换，钢丝被冷却后出淬火槽；钢丝出淬火槽后进入等温槽，等温槽采用和冷却槽相同的熔盐大循环方式，在等温槽形成一定的液位，等温槽的温度高于淬火槽温度10℃-30℃，钢丝在等温槽发生共析转变；等温槽末端设计有环形热风刀，实现钢丝表面残盐的吹扫；钢丝通过等温槽后进入清洗机，然后进入下一道钢丝处理。

储盐罐上布置耐650℃的高温盐泵2-3台，盐泵小时最大流量60m³。通过控制盐泵的开启数量和频率，保证冷却槽输入熔盐的量。

熔盐在淬火槽前端和后端流出，通过控制进出口端的挡板的缝隙，调整淬火槽的液位高度控制在100mm-150mm高度。熔盐流出后被收集到回流管道，依靠重力流回储盐罐。

盐浴冷却槽温度控制在550℃-600℃，钢丝通过速率控制在1m/s-3m/s，钢丝在淬火槽液面以下40mm-50mm，保证冷却均匀性。

钢丝通过盐浴冷却槽后进入盐浴等温槽，等温槽盐浴温度控制在580℃-630℃。

等温槽末端每一根钢丝上设计有环形的热风刀，对着钢丝方向逆向吹扫，吹扫热风的温度达到450℃-500℃，将钢丝表面残盐重新回到等温槽。

钢丝离开等温槽后，进入清洗机，清洗机设计有盐水清洗槽和清水清洗槽，盐水槽的水由清水槽补给，清水槽的水由外界补给。

盐水清洗槽和清水清洗槽都设计有超声波，超声波的频率控制在45000-60000Hz。

清洗机清水清洗槽出口布置风刀，风刀压缩空气压力0.3-0.7MPa，风温在25-30℃，吹扫角度30-45°。保证将钢丝表面的盐水充分去除干净，同时控制钢丝的温度，为钢丝下一道的酸洗磷化提供条件。

在盐浴冷却槽和盐浴等温槽之间有0.5m-1m的空冷段，这一段专门设计有保温通道，保温通道和冷却槽、等温槽相同，制止外界空气对钢丝温度的影响。

储盐罐设计有过滤装置，产线停产时，熔盐全部回流储盐罐，将盐温控制在450℃-500℃，并开启储盐罐上的氮气管路，将储盐罐底部杂质和氧化铁皮充分搅拌，盐泵将熔盐输入过滤器，对熔盐进行过滤清渣。

采用的熔盐为碳酸盐混合物，定期向熔盐内补充一定数量的水控制熔盐淬火烈度，结晶水量含量控制在0.1%以内，同时向熔盐内加入纳米金属强化剂，保证熔盐的冷却性能稳定性。

冷却槽储盐罐采用风管对熔盐进行冷却，同加热系统共同保证盐浴温度的稳定控制在±1℃。

热风刀的热风来源于冷却槽储盐罐冷却系统的风管，风管内空气在储盐罐内被熔盐加热，然后起到风刀的主管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明钢丝等温淬火热处理工艺的流程图；

图2是设备示意图；

图3是钢丝经等温淬火热处理工艺处理完成后组织。

请参考图1-3中：

1-储盐罐；2-盐泵；3-冷却槽下箱体；4-冷却槽液面；5-保温罩；6-回盐管道；7-支撑；8-输盐管道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理装置和工艺方法，涉及金属制品和热处理设备技术领域，采用该装备技术可开发高端金刚线切割丝等金属制品，通过盐浴等温淬火装置和柔性化的淬火工艺，保证钢丝的等温处理索氏体组织均匀，消除钢丝由于淬火温度低造成的马氏体以及性能波动大的问题。

1、该盐浴等温淬火热处理设备包括：盐浴冷却槽、冷却槽储盐罐、盐浴等温槽、等温槽储盐罐、高温盐泵、输盐管路、回盐管路、加热装置、冷却装置、渣处理过滤装置、吹扫装置、清洗机、以及组织性能预报系统。

盐浴冷却槽是盐浴淬火热处理的工作区，储盐罐是熔盐的储存设备。储盐罐上布置有高温盐泵，其通过输盐管路连接盐浴冷却槽。冷却槽两端有熔盐回流收集管路，连接储盐罐。盐浴等温槽的设计和盐浴冷却槽的设计类似，只不过两者的长度设计不一般，根据高碳钢丝的相变过程特性等温槽的长度是冷却槽的1.5-2倍，冷却槽的长度确定和生产线的Dv值设计有关。

表1不同Dv值的生产线冷却槽、等温槽长度设计

盐槽参数(m)

Dv值（mm·m/in）（）（）

40

50

60

70

冷却槽长度

2

2.5

3

3.5

等温槽长度

2.5

3.2

4

5

2、储盐罐上布置有高温盐泵通过输盐管路和淬火槽相连，将储盐罐的高温熔盐输入淬火槽，并在并通过调整盐泵开启的数量和频率来控制淬火槽的液位和输盐量；熔盐在淬火槽两端流出，最互汇集到回流管路流回储盐罐，完成整个熔盐的大循环；淬火槽形成一定液位后，钢丝水平进入淬火槽，并在淬火槽液位之下和熔盐发生热交换，钢丝被冷却后出淬火槽；钢丝出淬火槽后进入等温槽，等温槽采用和冷却槽相同的熔盐大循环方式，在等温槽形成一定的液位，等温槽的温度高于淬火槽温度10℃-30℃，钢丝在等温槽发生共析转变；等温槽末端设计有环形热风刀，实现钢丝表面残盐的吹扫；钢丝通过等温槽后进入清洗机，然后进入下一道钢丝处理。

储盐罐上布置耐650℃的高温盐泵2-3台，盐泵小时最大流量60m³。通过控制盐泵的开启数量和频率，保证冷却槽输入熔盐的量。

熔盐在淬火槽前端和后端流出，通过控制进出口端的挡板的缝隙，调整淬火槽的液位高度控制在100mm-150mm高度。熔盐流出后被收集到回流管道，依靠重力流回储盐罐。

表2不同盐泵数量和泵频下的淬火槽液位高度

盐泵数量

泵频（Hz）

20

40

60

80

1台盐泵

30mm

60mm

90mm

120mm

2台盐泵

50mm

100mm

150mm

200mm

3台盐泵

80mm

150mm

220mm

280mm

3、盐浴冷却槽温度控制在550℃-600℃，钢丝通过速率控制在1m/s-3m/s，钢丝在淬火槽液面以下40mm-50mm，保证冷却均匀性。

对于金刚线开发的品种为92A、97A，其碳含量在0.92%以上，为获得均匀细化的索氏体组织，钢丝在前道奥氏体化过程后的等温淬火，必须保证其躲过过共析钢的二次渗碳体析出区间，同时要在获得最佳的细小索氏体片层间距，这就需要控制冷却槽的淬火温度。温度太低，表面出现过冷组织，温度太高，片层间距粗大，不利于性能提高。同时匹配良好的走线速率和冷却槽停留时间，来保证组织的良好控制。

表3不同冷却槽温度和线速下的92A的表面过冷组织出现几率

线速

温度

520℃

560℃

600℃

640℃

0.5m/s

80%

40%

20%

10%

1m/s

60%

10%

0

0

2m/s

40%

0

0

0

4m/s

20%

0

0

0

足够的液位高度保证钢丝能充分在熔盐中进行冷却，防止由于钢丝跳动造成的钢丝冷却过程的波动。

4、钢丝通过盐浴冷却槽后进入盐浴等温槽，等温槽盐浴温度控制在580℃-630℃。

等温槽是钢丝深度过冷后发生索氏体转变的工作区，其温度控制很关键，直接影响钢丝的索氏体片层间距和塑性。同时等温槽为钢丝心部偏析位置提供充分的共析转变热力学条件，580℃-630℃温度范围内，等温温度越高，元素扩散越快，有利于残余奥氏体和马氏体的控制。

表4不同等温槽温度和线速下的92A的组织性能对比

温度

组织性能指标

片层间距（nm）

抗拉强度（MPa）

面缩率%

马氏体含量%

560℃

60

1500

20

10

590℃

80

1450

30

0

630℃

120

1420

40

0

650℃

150

1400

45

0

5、等温槽末端每一根钢丝上设计有环形的热风刀，对着钢丝方向逆向吹扫，吹扫热风的温度达到450-500℃，将钢丝表面残盐重新回到等温槽。

热风刀的作用就是实现表面残盐的吹扫，减轻后期清洗机的压力，其通过环形喷嘴的逆向对钢丝进行吹扫，热风温度、吹扫压力、吹扫角度影响清洗效果。风温是控制吹扫效果的关键，风温太低会直接残盐结壳。

表5不同热风温度和吹扫角度下的残盐清除率

热风温度

吹扫角度

20°

40°

60°

80°

350℃

10%

20%

30%

25%

400℃

50%

70%

80%

40%

450℃

70%

80%

90%

50%

500℃

90%

95%

95%

60%

550℃

90%

95%

95%

60%

6、钢丝离开等温槽后，进入清洗机，清洗机设计有盐水清洗槽和清水清洗槽，盐水槽的水由清水槽补给，清水槽的水由外界补给。

清洗机的清洗压力控制在0.3MPa-0.5MPa，供水量每小时2m³-4m³，保证清洗效果的同时，采用最少的水量。清洗过程依靠喷嘴打击力和水溶效果相结合。

盐水槽的浓度实际控制都在饱和状态，大部分熔盐掉落后在盐水槽凝结，停产条件下，水排出直接回收残盐加入储盐罐进行过滤清洁回收利用。

清洗机清水清洗槽出口布置风刀，风刀压缩空气压力0.3-0.7MPa，风温在25-30℃，吹扫角度30-45°。保证将钢丝表面的盐水充分去除干净，同时控制钢丝的温度，为钢丝下一道的酸洗磷化提供条件。

表6风刀不同压力和吹扫参数下的钢丝表面盐水的去除率

风刀压力

吹扫角度

20°

30°

45°

60°

0.2MPa

50%

70%

75%

75%

0.3MPa

70%

90%

95%

90%

0.7MPa

80%

90%

95%

90%

0.8MPa

80%

90%

95%

90%

7、盐水清洗槽和清水清洗槽都设计有超声波，超声波的频率控制在45000-60000Hz。

超声波的作用就是将表面固化的残盐在震荡作用下发生脱落，其频率和残盐清除率之间的关系如表7所示

表7不同超声波参数和钢丝温度下的表面残盐去除率

钢丝温度

超声波参数

30000Hz

45000Hz

60000Hz

75000Hz

400℃

54%

75%

90%

80%

450℃

75%

85%

95%

75%

500℃

92%

99%

99%

69%

频率太低，其振动效果无法将表面残盐清除，频率太高，影响水和钢丝的充分接触，也达到了最佳的清洗效果。

8、在盐浴冷却槽和盐浴等温槽之间有0.5m-1m的空冷段，这一段专门设计有保温通道，保温通道和冷却槽、等温槽相同，制止外界空气对钢丝温度的影响。

该段保温通道是钢丝冷却槽和等温槽之间的进行工艺切换的连接段，距离太短不理由设备布置，太长或导致在该段钢丝发生降温冷却，影响组织性能均匀性，所以在该段充分做好保温，保证钢丝温降在10℃以内。

9、储盐罐设计有过滤装置，产线停产时，熔盐全部回流储盐罐，将盐温控制在450℃-500℃，并开启储盐罐上的氮气管路，将储盐罐底部杂质和氧化铁皮充分搅拌，盐泵将熔盐输入过滤器，对熔盐进行过滤清渣。

熔盐过滤需要熔盐在一定温度和粘度下进行，温度太低粘度大，流动性差，不适合杂质的去除，温度太高不经济。同时大部分熔盐中的杂质为灰尘、氧化铁皮，其密度大于熔盐，基本沉淀在储盐罐底部，采用氮气搅拌，将杂质充分混入熔盐，再进行过滤。

表8不同温度和氮气流量搅拌作用下的杂质去除率

熔盐温度

氮气流量

20m³/h

40m³/h

60m³/h

80m³/h

400℃

30%

40%

60%

60%

450℃

60%

70%

80%

80%

500℃

90%

90%

90%

90%

550℃

90%

90%

90%

90%

10、采用的熔盐为碳酸盐混合物，定期向熔盐内补充一定数量的水控制熔盐淬火烈度，结晶水量含量控制在0.1%以内，同时向熔盐内加入纳米金属强化剂，保证熔盐的冷却性能稳定性。

熔盐的淬火烈度影响钢丝的冷速，其含水量基本控制在0.1%-0.6%，其和加水量和熔盐的温度都有一定关系，熔盐加水采用水蒸气通入的方式，防止水的飞溅，水蒸气来自清洗机水汽的收集装置。

11、冷却槽储盐罐采用风管对熔盐进行冷却，同加热系统共同保证盐浴温度的稳定控制在±1℃。

加热系统的电加热管，采用可控硅控制，单组加热功率在20Kw-30Kw，通过调节加热电流控制加热功率。同时工作时冷却风管和外界厂房压缩空气或者空气压缩机相连，实现冷却槽盐温的动态控制。

热风刀的热风来源于冷却槽储盐罐冷却系统的风管，风管内空气在储盐罐内被熔盐加热，然后起到风刀的主管。

通过储盐罐内部风管的设计，即达到控制冷却槽温度的作用，又实现了淬火过程钢丝携带热量的利用，高效节能。钢丝进入冷却槽的热量被换热风管导出形成热风刀的风源。

实施例1

本发明钢丝等温淬火热处理工艺应用在生产1mm92A中间丝退火中，DV值设计是60。设备和参数包括：盐浴冷却槽、冷却槽储盐罐、盐浴等温槽、等温槽储盐罐、高温盐泵、输盐管路、回盐管路、加热装置、冷却装置、渣处理过滤装置、吹扫装置、清洗机、以及组织性能预报系统。

储盐罐上布置耐650℃的高温盐泵3台，盐泵小时最大流量60m³。通过控制进出口端的挡板的缝隙，以及三台盐泵的频率控制在40Hz，液位高度控制在150mm。在盐浴冷却槽和盐浴等温槽之间有0.5m的空冷段，熔盐为碳酸盐混合物，结晶水量含量控制在0.6%以内。吹扫热风的温度达到450℃，由于线速相对较慢，吹扫角度60℃，结合清洗压力控制在0.3MPa，供水量每小时4m³，盐水清洗槽和清水清洗槽超声波的频率控制在60000Hz，出口风刀压力0.5MPa，吹扫角度30°，表面盐水去除率95%，整体的残盐去除率达到99%以上。

产线停产时，熔盐全部回流储盐罐，将盐温控制在450℃，将氮气吹到控制在60m³/h，杂质去除率达到80%。

热处理工艺包括：

盐浴冷却槽温度控制在560℃，钢丝通过速率控制在1m/s，钢丝在淬火槽液面以下50mm，等温槽盐浴温度控制在580℃，钢丝表面过冷组织控制在0，索氏体片层间距80nm，抗拉强度1450MPa，面缩率达到30%，心部马氏体0。

实施例2

本发明钢丝等温淬火热处理工艺应用在生产0.8mm92A中间丝退火中，DV值设计是72。设备和参数包括：盐浴冷却槽、冷却槽储盐罐、盐浴等温槽、等温槽储盐罐、高温盐泵、输盐管路、回盐管路、加热装置、冷却装置、渣处理过滤装置、吹扫装置、清洗机、以及组织性能预报系统。

储盐罐上布置耐650℃的高温盐泵3台，盐泵小时最大流量60m³。通过控制进出口端的挡板的缝隙，以及三台盐泵的频率控制在30Hz，液位高度控制在120mm。在盐浴冷却槽和盐浴等温槽之间有0.5m的空冷段，熔盐为碳酸盐混合物，结晶水量含量控制在0.4%以内。产线停产时，熔盐全部回流储盐罐，将盐温控制在450℃，将氮气吹到控制在60m³/h，杂质去除率达到80%。吹扫热风的温度达到460℃，由于线速相对较慢，吹扫角度40℃，结合清洗压力控制在0.4MPa，供水量每小时3m³，盐水清洗槽和清水清洗槽超声波的频率控制在50000Hz，出口风刀压力0.5MPa，吹扫角度45°，表面盐水去除率95%，整体的残盐去除率达到99%以上。

热处理工艺包括：盐浴冷却槽温度控制在580℃，钢丝通过速率控制在1.5m/s，钢丝在淬火槽液面以下40mm，等温槽盐浴温度控制在600℃，钢丝表面过冷组织控制在0，索氏体片层间距90nm，抗拉强度1430MPa，面缩率达到35%，心部马氏体0。

实施例3：

本发明钢丝等温淬火热处理工艺应用在生产0.6mm92A中间丝退火中，DV值设计是72。设备和参数包括：盐浴冷却槽、冷却槽储盐罐、盐浴等温槽、等温槽储盐罐、高温盐泵、输盐管路、回盐管路、加热装置、冷却装置、渣处理过滤装置、吹扫装置、清洗机、以及组织性能预报系统。

储盐罐上布置耐650℃的高温盐泵2台，盐泵小时最大流量60m³。通过控制进出口端的挡板的缝隙，以及三台盐泵的频率控制在60Hz，液位高度控制在150mm。在盐浴冷却槽和盐浴等温槽之间有0.5m的空冷段，熔盐为碳酸盐混合物，结晶水量含量控制在0.2%以内。产线停产时，熔盐全部回流储盐罐，将盐温控制在450℃，将氮气吹到控制在60m³/h，杂质去除率达到80%。吹扫热风的温度达到480℃，由于线速相对较慢，吹扫角度30℃，结合清洗压力控制在0.4MPa，供水量每小时2m³，盐水清洗槽和清水清洗槽超声波的频率控制在45000Hz，出口风刀压力0.7MPa，吹扫角度30°，表面盐水去除率95%，整体的残盐去除率达到99%以上。

热处理工艺包括：盐浴冷却槽温度控制在600℃，钢丝通过速率控制在2m/s，钢丝在淬火槽液面以下30mm，等温槽盐浴温度控制在630℃，钢丝表面过冷组织控制在0，索氏体片层间距120nm，抗拉强度1420MPa，面缩率达到40%，心部马氏体0。

对比例1

采用传统的水浴处理生产线，在生产1mm92A钢丝过程中，DV值60，钢丝表面过冷组织控制在10%，索氏体片层间距150nm，抗拉强度1380MPa，面缩率达到20%，心部马氏体5%。

对比例2

采用传统的水浴处理生产线，在生产0.6mm92A钢丝过程中，DV值72，钢丝表面过冷组织控制在15%，索氏体片层间距120nm，抗拉强度1400MPa，面缩率达到20%，心部马氏体10%。

对比例3

采用传统的盐浴处理生产线，熔盐为硝酸盐混配体系，熔盐杂质含量在20%以上，在生产0.6mm92A钢丝过程中，DV值72，盐浴等温处理温度580℃，钢丝表面过冷组织控制在0%，索氏体片层间距100nm，抗拉强度1410MPa，面缩率达到30%，心部马氏体3%。表面残盐去除率只能达到80%。

表9不同实施例和对比例效果对比

组别

指标

表面过冷组织

心部马氏体

抗拉强度MPa

表面残盐去除率%

实施例1

0

0

1450

99

实施例2

0

0

1430

99

实施例3

0

0

1420

99

对比例1

10%

5%

1380

对比例2

15%

10%

1400

对比例3

0

3%

1410

80

从实施例1-3的数据可知：

采用本申请的方法和系统，传统的水浴热处理钢丝的表面过冷组织无法控制，导致钢丝抗拉强度很难提升，而一般的单槽盐浴处理工艺，采用常规硝酸盐，等温温度低，心部马氏体不能消除，抗拉强度提升很难，尤其是没有采用热风刀、超声波等组合式清洗方式表面残盐的清洗也困难。

本发明由于采用设备单体设计，工作区和储盐区分离，熔盐采用碳酸盐，工作温度高，组织控制上更优越、均匀，抗拉强度最高，而且采用热风刀吹扫，表面残盐控制上更好。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.本发明提供了一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺方法，该盐浴等温淬火热处理设备包括：盐浴冷却槽、冷却槽储盐罐、盐浴等温槽、等温槽储盐罐、高温盐泵、输盐管路、回盐管路、加热装置、冷却装置、渣处理过滤装置、吹扫装置、清洗机以及组织性能预报系统。

2.根据权利要求1所述的一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺，其特征在于，储盐罐上布置有高温盐泵通过输盐管路和淬火槽相连，将储盐罐的高温熔盐输入淬火槽，并在并通过调整盐泵开启的数量和频率来控制淬火槽的液位和输盐量；熔盐在淬火槽两端流出，最互汇集到回流管路流回储盐罐，完成整个熔盐的大循环；淬火槽形成一定液位后，钢丝水平进入淬火槽，并在淬火槽液位之下和熔盐发生热交换，钢丝被冷却后出淬火槽；钢丝出淬火槽后进入等温槽，等温槽采用和冷却槽相同的熔盐大循环方式，在等温槽形成一定的液位，等温槽的温度高于淬火槽温度10℃-30℃，钢丝在等温槽发生共析转变；等温槽末端设计有环形热风刀，实现钢丝表面残盐的吹扫；钢丝通过等温槽后进入清洗机，然后进入下一道钢丝处理。

3.根据权利要求1所述的一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺，其特征在于，储盐罐上布置耐650℃的高温盐泵2-3台，盐泵小时最大流量60m³，通过控制盐泵的开启数量和频率，保证冷却槽输入熔盐的量，熔盐在淬火槽前端和后端流出，通过控制进出口端的挡板的缝隙，调整淬火槽的液位高度控制在100mm-150mm高度，熔盐流出后被收集到回流管道，依靠重力流回储盐罐。

4.根据权利要求1所述的一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺，其特征在于，盐浴冷却槽温度控制在550℃-600℃，钢丝通过速率控制在1-3m/s，钢丝在淬火槽液面以下40mm-50mm，保证冷却均匀性，钢丝通过盐浴冷却槽后进入盐浴等温槽，等温槽盐浴温度控制在580℃-630℃。

5.根据权利要求1所述的一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺，其特征在于，等温槽末端每一根钢丝上设计有环形的热风刀，对着钢丝方向逆向吹扫，吹扫热风的温度达到450℃-500℃，将钢丝表面残盐重新回到等温槽。

6.根据权利要求1所述的一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺，其特征在于，钢丝离开等温槽后，进入清洗机，清洗机设计有盐水清洗槽和清水清洗槽，盐水槽的水由清水槽补给，清水槽的水由外界补给。盐水清洗槽和清水清洗槽都设计有超声波，超声波的频率控制在47000-60000Hz。清洗机清水清洗槽出口布置风刀，风刀压缩空气压力0.3-0.7MPa，风温在25-30℃，吹扫角度30-45°。

7.根据权利要求1所述的一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺，其特征在于，在盐浴冷却槽和盐浴等温槽之间有0.5m-1m的空冷段，这一段专门设计有保温通道，保温通道和冷却槽、等温槽相同，制止外界空气对钢丝温度的影响。

8.根据权利要求2所述的一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺，其特征在于，储盐罐设计有过滤装置，产线停产时，熔盐全部回流储盐罐，将盐温控制在450℃-500℃，并开启储盐罐上的氮气管路，将储盐罐底部杂质和氧化铁皮充分搅拌，盐泵将熔盐输入过滤器，对熔盐进行过滤清渣。

9.根据权利要求1所述的一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺，其特征在于，采用的熔盐为碳酸盐混合物，定期向熔盐内补充一定数量的水控制熔盐淬火烈度，结晶水量含量控制在0.1%以内，同时向熔盐内加入纳米金属强化剂，保证熔盐的冷却性能稳定性。

10.根据权利要求5所述的一种金刚线黄铜丝等温盐浴淬火热处理工艺，其特征在于，冷却槽储盐罐采用风管对熔盐进行冷却，同加热系统共同保证盐浴温度的稳定控制在±1℃，热风刀的热风来源于冷却槽储盐罐冷却系统的风管，风管内空气在储盐罐内被熔盐加热，然后输送到热风刀的主管。

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