CN114990474A - 高粉尘环境下离心机耐磨皮带轮的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高粉尘环境下离心机耐磨皮带轮的制造方法，所述制造方法包括：将调质后的钢材进行精车处理得到皮带轮坯体；对带轮坯体进行油污清洗；将清洗后的带轮坯体进行离子氮化处理；其中，离子氮化处理的条件包括：采用辉光放电变温三段离子氮化工艺进行处理，第一段温度为510‑520℃，离子渗氮时间为5‑8h，第二段温度为520‑530℃，离子渗氮时间为3‑4h，第三段温度为530‑550℃，离子渗氮时间为7‑8h；冷却后带轮表面形成氮化层；解决了现有的皮带轮常用灰铸铁制造，其强度低、硬度低、不耐磨，皮带轮V型槽表面磨损快寿命短的问题。
Description
技术领域
本发明涉及皮带轮表面处理工艺，具体地，涉及高粉尘环境下离心机耐磨皮带轮的制造方法。
背景技术
国内的皮带轮大多数采用灰铸铁或铸钢件铸造成型，没有使用合适的热处理方法对皮带轮V型槽表面进行改性处理。在现有技术中，皮带轮常用灰铸铁制造。灰铸铁HT250，抗拉强度250MPa，布氏硬度HB210。强度低、硬度低、不耐磨。使用过程中皮带轮V型槽表面磨损快，导致三角皮带打滑，转矩达不到生产要求。频繁更换皮带轮不仅会产生大量的皮带轮配件费用，而且增加了维修人员的工作量。
因此，提供一种能够增加皮带轮表面硬度和耐磨性能的表面氮化处理工艺是本发明亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高粉尘环境下离心机耐磨皮带轮的制造方法，解决了现有的皮带轮常用灰铸铁制造，其强度低、硬度低、不耐磨，在实际使用时容易造成皮带轮V型槽表面磨损的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高粉尘环境下离心机耐磨皮带轮的制造方法，所述制造方法包括：
(1)将调质后的钢材进行精车处理得到带轮坯体；
(2)对带轮坯体进行油污清洗；
(3)将清洗后的带轮坯体进行离子氮化处理；其中，离子氮化处理的条件包括：采用辉光放电变温三段离子氮化工艺进行处理，第一段温度为510-520℃，离子渗氮时间为5-8h，第二段温度为520-530℃，离子渗氮时间为3-4h，第三段温度为530-550℃，离子渗氮时间为7-8h；
冷却后带轮表面形成氮化层。
在本发明的一种优选的实施方式中，需要对炉体进行抽真空处理，抽真空至6Pa以下。
在本发明的一种优选的实施方式中，当炉内温度达到510-520℃后，开始通入氨气，分解成氮气和氢气2NH3＝N2+3H2，使得氮化炉内的压力为150-200Pa，离子渗氮时间为5-8h。
在本发明的一种优选的实施方式中，当炉内温度达到520-530℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为350-500Pa，离子渗氮时间为3-4h。
在本发明的一种优选的实施方式中，当炉内温度达到530-550℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为200-300Pa，离子渗氮时间为7-8h。
本发明还提供了一种离心机皮带轮，所述离心机皮带轮由上述的制造方法得到。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述离心机皮带轮的表面形成有FeN耐磨层。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述FeN耐磨层的厚度为0.3-0.5mm。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述离心机皮带轮的表面硬度为500-650HV。
根据上述技术方案，本发明提供了一种高粉尘环境下离心机耐磨皮带轮的制造方法，所述表面氮化处理工艺包括：将调质后的钢材进行精车处理得到带轮坯体；对带轮坯体进行油污清洗；将清洗后的带轮坯体进行离子氮化处理；其中，离子氮化处理的条件包括：采用辉光放电变温三段离子氮化工艺进行处理，第一段温度为510-520℃，离子渗氮时间为5-8h，第二段温度为520-530℃，离子渗氮时间为3-4h，第三段温度为530-550℃，离子渗氮时间为7-8h；冷却后带轮表面形成氮化层；本发明提供的技术方案存在以下优点，第一、通过氮化化学热处理技术，减小皮带轮的热处理变形；第二，改变V型槽表面化学成分和金相组织，生成ε相，密排六方晶体Fe2-3N，提高了V型槽表面的硬度和耐磨性；第三，提高了V型槽表面耐腐蚀性，对热蒸汽，弱碱溶液抗腐蚀。由于V型槽表面的高硬度，V型槽两侧磨损极小，皮带轮的寿命有很大提高，达到原来的3～5倍，可以大量节约该零件的消耗，减少维修工作量。氮化热处理过程中，皮带轮基体一直保持相，没有发生组织转变，没有产生组织应力，故皮带轮变形极小。因此，不用再次进行精密机械加工，省去很多加工费用。由于表层具有防腐蚀能力，极大地降低了V型槽表面的粗糙度，从而减少了三角带零配件的消耗量，有利于降低维修成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的离心机皮带轮的氮化金相图，其中，左侧白色部分为耐磨层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
将调质后的钢材进行精车处理得到带轮坯体；对带轮坯体进行油污清洗；将清洗后的带轮坯体进行离子氮化处理(带轮坯体送入离子氮化炉前，需要对炉体进行抽真空处理，抽真空至6Pa以下)；其中，离子氮化处理的条件包括：采用变温三段离子氮化工艺进行处理，第一段温度为510℃，离子渗氮时间为5h，第二段温度为520℃，离子渗氮时间为3h，第三段温度为530℃，离子渗氮时间为7h；冷却后带轮表面形成氮化层；其中，当炉内温度达到510℃后，开始通入氨气分解成氮气和氢气，使得氮化炉内的压力为150Pa，离子渗氮时间为5h，当炉内温度达到520℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为350Pa，离子渗氮时间为3h；当炉内温度达到530℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为200Pa，离子渗氮时间为7h。
实施例2
将调质后的钢材进行精车处理得到带轮坯体；对带轮坯体进行油污清洗；将清洗后的带轮坯体进行离子氮化处理(带轮坯体送入离子氮化炉前，需要对炉体进行抽真空处理，抽真空至6Pa以下)；其中，离子氮化处理的条件包括：采用变温三段离子氮化工艺进行处理，第一段温度为515℃，离子渗氮时间为6.5h，第二段温度为525℃，离子渗氮时间为3.5h，第三段温度为540℃，离子渗氮时间为7.5h；冷却后带轮表面形成氮化层；其中，当炉内温度达到515℃后，开始通入通入氨气分解成氮气和氢气，使得氮化炉内的压力为175Pa，离子渗氮时间为6.5h，当炉内温度达到525℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为425Pa，离子渗氮时间为3.5h；当炉内温度达到540℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为250Pa，离子渗氮时间为7.5h。
实施例3
将调质后的钢材进行精车处理得到带轮坯体；对带轮坯体进行油污清洗；将清洗后的带轮坯体进行离子氮化处理(带轮坯体送入离子氮化炉前，需要对炉体进行抽真空处理，抽真空至6Pa以下)；其中，离子氮化处理的条件包括：采用变温三段离子氮化工艺进行处理，第一段温度为520℃，离子渗氮时间为8h，第二段温度为530℃，离子渗氮时间为4h，第三段温度为550℃，离子渗氮时间为8h；冷却后带轮表面形成氮化层；其中，当炉内温度达到520℃后，开始通入通入氨气分解成氮气和氢气，使得氮化炉内的压力为200Pa，离子渗氮时间为8h，当炉内温度达到530℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为500Pa，离子渗氮时间为4h；当炉内温度达到550℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为300Pa，离子渗氮时间为8h。
| 实施例 | 耐磨层厚度 | 表面硬度 |
| 实施例1 | 0.3mm | 570HV |
| 实施例2 | 0.5mm | 650HV |
| 实施例3 | 0.3mm | 500HV |
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
1.一种高粉尘环境下离心机耐磨皮带轮的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
(1)将调质后的钢材进行精车处理得到带轮坯体；
(2)对带轮坯体进行油污清洗；
(3)将清洗后的带轮坯体进行离子氮化处理；其中，离子氮化处理的条件包括：采用辉光放电变温三段离子氮化工艺进行处理，第一段温度为510-520℃，离子渗氮时间为5-8h，第二段温度为520-530℃，离子渗氮时间为3-4h，第三段温度为530-550℃，离子渗氮时间为7-8h；
冷却后带轮表面形成氮化层。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，通入氨气之前，需要对炉体进行抽真空处理，抽真空至6Pa以下。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，当炉内温度达到510-520℃后，开始通入氨气，分解成氮气和氢气2NH3＝N2+3H2，使得氮化炉内的压力为150-200Pa，离子渗氮时间为5-8h。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，当炉内温度达到520-530℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为350-500Pa，离子渗氮时间为3-4h。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，当炉内温度达到530-550℃后，调整氮气和氢气的通入压力，使得氮化炉内的压力为200-300Pa，离子渗氮时间为7-8h。
6.一种离心机皮带轮，其特征在于，所述离心机皮带轮由权利要求1-5中任意一项所述的制造方法处理得到。
7.根据权利要求6所述的离心机皮带轮，其特征在于，所述离心机皮带轮的表面形成有FeN耐磨层。
8.根据权利要求7所述的离心机皮带轮，其特征在于，所述FeN耐磨层的厚度为0.3-0.5mm。
9.根据权利要求8所述的离心机皮带轮，其特征在于，所述离心机皮带轮的表面硬度为500-650HV。
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