CN115074657A - 一种金属材料的表面热处理加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属材料的表面热处理加工工艺,属于金属热处理技术领域,所述金属材料的表面热处理加工工艺包括以下步骤:S1:对金属材料的表面进行预处理,去除金属材料表面的油污和氧化层;S2:将完成预处理后的金属材料加热至一定温度,通入高纯度氮气。本发明中,能够提升金属材料表面的耐磨性,对金属材料进行淬火处理,能够进一步增强金属材料表面的硬度,通过两次加强金属材料的表面硬度,能够在提升金属材料表面硬度的同时,还能够使金属材料仍保持良好的韧性、可塑性以及金属强度,提升金属材料的抗疲劳性能,而所进行的回火工艺,缩减了远红外线加热炉的处理时间,提高了生产效率,节约了能源,同时还延长了设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于金属热处理技术领域,尤其涉及一种金属材料的表面热处理加工工艺。
背景技术
金属材料的使用性能以及使用寿命,在较高的程度上决定了金属材料生产率的大小,同时还会对金属材料的可操作性以及金属材料制品的质量产生一定影响。
现有技术中的金属材料表面热处理工艺所获得金属材料,虽具有良好的高温强度以及金属热硬性,但在一定程度上却降低了金属材料的热塑性、韧性以及金属抗疲劳强度,容易导致在高负荷的环境下,金属材料过早的出现疲劳裂纹并快速扩展,严重影响金属材料制品的使用稳定性。
基于此,本发明设计了一种金属材料的表面热处理加工工艺,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于:为了解决现有技术中的金属材料表面热处理工艺所获得金属材料,虽具有良好的高温强度以及金属热硬性,但在一定程度上却降低了金属材料的热塑性、韧性以及金属抗疲劳强度,容易导致在高负荷的环境下,金属材料过早的出现疲劳裂纹并快速扩展,严重影响金属材料制品使用稳定性的问题,而提出的一种金属材料的表面热处理加工工艺。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种金属材料的表面热处理加工工艺,所述金属材料的表面热处理加工工艺包括以下步骤:
S1:对金属材料的表面进行预处理,去除金属材料表面的油污和氧化层;
S2:将完成预处理后的金属材料加热至一定温度,通入高纯度氮气,接着进行保温处理,直至金属材料的表面形成一层渗氮层;
S3:对金属材料进行淬火工艺,将金属材料置于高炉炉底板进行加热,随后进行保温处理,然后调节高炉的炉门,调节后的炉门距离炉底15-25CM,接着操作扁钳对金属材料进行快速入油工艺,且在此过程中还需操作扁钳进行升降运动6-10s,待金属材料表面温度降至210-230℃后再次进行保温处理;
S4:对进行材料进行回火工艺,待进过淬火处理后的金属材料冷却至100-120℃范围内时,即可进行回火工艺。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述对金属材料的表面进行预处理包括以下步骤:
先将去离子水注入到装配有超声波发生器的容器内,接着向该容器中注入呈中性的去油剂;
然后利用机械抛光技术去除金属材料表面所出现的油污、氧化层以及毛边。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述利用密闭的加热容器对金属材料进行加热处理,密闭的加热容器在对金属材料进行加热处理的过程中,对加热容器进行抽真空化处理。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述密闭的加热容器对金属材料的加热温度为65-75℃,抽真空后的密闭加热容器其内部真空度为-10MPA,保温时间为1-2h。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述在对金属材料进行淬火工艺时,选用甲醇低温裂解气氛对金属材料进行甲醇裂解保护。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述入油工艺中的淬火油温度为70-80℃,处理时间为5-6min。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述金属材料在高炉炉板上进行加热过程中始终处于竖直状态,所述竖直状态下的金属材料其侧面持续施加0.01-0.06MPA的压力。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述回火工艺中,回火取550-600℃,并在500℃时获得三次硬化。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述回火工艺在远红外线加热炉中进行,远红外加热炉内装配有电加热丝,所述电加热丝的额定温度为160KW。
作为上述技术方案的进一步描述:
所述远红外线加热炉中还装配有循环水泵和风扇,所述风扇的额定功率为30KW,所述循环水泵的额定功率为4KW。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明中,对进过热处理后的金属材料进行回温加热处理,能够有效缩短加热时长,进而能够在一定程度上提高金属材料的热处理效率,对加热容器进行真空化处理,能够将及时将加热处产生的热蒸汽快速导出,同时还可起到防氧化的目的,避免蒸汽在金属材料的表面形成水雾而引发氧化等不良现象的发生,且通过对金属材料进行真空渗氮处理,能够提升金属材料表面的耐磨性,对金属材料进行淬火处理,能够进一步增强金属材料表面的硬度,通过两次加强金属材料的表面硬度,能够在提升金属材料表面硬度的同时,还能够使金属材料仍保持良好的韧性、可塑性以及金属强度,提升金属材料的抗疲劳性能,而所进行的回火工艺,缩减了远红外线加热炉的处理时间,提高了生产效率,节约了能源,同时还延长了设备的使用寿命。
2、本发明中,采用中性去油剂去除金属材料表面的油污,能够克服碱性除油剂对金属材料的碱蚀,在使用中性去油剂去除金属材料表面的油污后,利用机械抛光技术对金属材料进行抛光处理,不仅能够去除金属材料表面的氧化层和毛刺,同时还能够利用抛光时所产生的热量对金属材料进行高温干燥处理。
附图说明
图1为本发明提出的一种金属材料的表面热处理加工工艺的流程示意图;
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种金属材料的表面热处理加工工艺,所述金属材料的表面热处理加工工艺包括以下步骤:
对金属材料的表面进行预处理,去除金属材料表面的油污和氧化层;
先将去离子水注入到装配有超声波发生器的容器内,接着向该容器中注入呈中性的去油剂;
然后利用机械抛光技术去除金属材料表面所出现的油污、氧化层以及毛边;
将完成预处理后的金属材料加热至一定温度,通入高纯度氮气,接着进行保温处理,直至金属材料的表面形成一层渗氮层;
所述利用密闭的加热容器对金属材料进行加热处理,密闭的加热容器在对金属材料进行加热处理的过程中,对加热容器进行抽真空化处理;
所述密闭的加热容器对金属材料的加热温度为65℃,抽真空后的密闭加热容器其内部真空度为-10MPA,保温时间为1h;
对金属材料进行淬火工艺,将金属材料置于高炉炉底板进行加热,随后进行保温处理,然后调节高炉的炉门,调节后的炉门距离炉底15CM,接着操作扁钳对金属材料进行快速入油工艺,且在此过程中还需操作扁钳进行升降运动6s,待金属材料表面温度降至210℃后再次进行保温处理;
所述在对金属材料进行淬火工艺时,选用甲醇低温裂解气氛对金属材料进行甲醇裂解保护;
所述入油工艺中的淬火油温度为70℃,处理时间为5min;
所述金属材料在高炉炉板上进行加热过程中始终处于竖直状态,所述竖直状态下的金属材料其侧面持续施加0.01MPA的压力;
对进行材料进行回火工艺,待进过淬火处理后的金属材料冷却至100℃范围内时,即可进行回火工艺;
所述回火工艺中,回火取550℃,并在500℃时获得三次硬化;
所述回火工艺在远红外线加热炉中进行,远红外加热炉内装配有电加热丝,所述电加热丝的额定温度为160KW;
所述远红外线加热炉中还装配有循环水泵和风扇,所述风扇的额定功率为30KW,所述循环水泵的额定功率为4KW。
实施例二
一种金属材料的表面热处理加工工艺,所述金属材料的表面热处理加工工艺包括以下步骤:
对金属材料的表面进行预处理,去除金属材料表面的油污和氧化层;
先将去离子水注入到装配有超声波发生器的容器内,接着向该容器中注入呈中性的去油剂;
然后利用机械抛光技术去除金属材料表面所出现的油污、氧化层以及毛边;
将完成预处理后的金属材料加热至一定温度,通入高纯度氮气,接着进行保温处理,直至金属材料的表面形成一层渗氮层;
所述利用密闭的加热容器对金属材料进行加热处理,密闭的加热容器在对金属材料进行加热处理的过程中,对加热容器进行抽真空化处理;
所述密闭的加热容器对金属材料的加热温度为75℃,抽真空后的密闭加热容器其内部真空度为-10MPA,保温时间为2h;
对金属材料进行淬火工艺,将金属材料置于高炉炉底板进行加热,随后进行保温处理,然后调节高炉的炉门,调节后的炉门距离炉底25CM,接着操作扁钳对金属材料进行快速入油工艺,且在此过程中还需操作扁钳进行升降运动10s,待金属材料表面温度降至230℃后再次进行保温处理;
所述在对金属材料进行淬火工艺时,选用甲醇低温裂解气氛对金属材料进行甲醇裂解保护;
所述入油工艺中的淬火油温度为80℃,处理时间为6min;
所述金属材料在高炉炉板上进行加热过程中始终处于竖直状态,所述竖直状态下的金属材料其侧面持续施加0.06MPA的压力;
对进行材料进行回火工艺,待进过淬火处理后的金属材料冷却至120℃范围内时,即可进行回火工艺;
所述回火工艺中,回火取600℃,并在500℃时获得三次硬化;
所述回火工艺在远红外线加热炉中进行,远红外加热炉内装配有电加热丝,所述电加热丝的额定温度为160KW;
所述远红外线加热炉中还装配有循环水泵和风扇,所述风扇的额定功率为30KW,所述循环水泵的额定功率为4KW。
实施例三
一种金属材料的表面热处理加工工艺,所述金属材料的表面热处理加工工艺包括以下步骤:
对金属材料的表面进行预处理,去除金属材料表面的油污和氧化层;
先将去离子水注入到装配有超声波发生器的容器内,接着向该容器中注入呈中性的去油剂;
然后利用机械抛光技术去除金属材料表面所出现的油污、氧化层以及毛边;
将完成预处理后的金属材料加热至一定温度,通入高纯度氮气,接着进行保温处理,直至金属材料的表面形成一层渗氮层;
所述利用密闭的加热容器对金属材料进行加热处理,密闭的加热容器在对金属材料进行加热处理的过程中,对加热容器进行抽真空化处理;
所述密闭的加热容器对金属材料的加热温度为70℃,抽真空后的密闭加热容器其内部真空度为-10MPA,保温时间为1.5h;
对金属材料进行淬火工艺,将金属材料置于高炉炉底板进行加热,随后进行保温处理,然后调节高炉的炉门,调节后的炉门距离炉底20CM,接着操作扁钳对金属材料进行快速入油工艺,且在此过程中还需操作扁钳进行升降运动8s,待金属材料表面温度降至220℃后再次进行保温处理;
所述在对金属材料进行淬火工艺时,选用甲醇低温裂解气氛对金属材料进行甲醇裂解保护;
所述入油工艺中的淬火油温度为75℃,处理时间为5.5min;
所述金属材料在高炉炉板上进行加热过程中始终处于竖直状态,所述竖直状态下的金属材料其侧面持续施加0.03MPA的压力;
对进行材料进行回火工艺,待进过淬火处理后的金属材料冷却至110℃范围内时,即可进行回火工艺;
所述回火工艺中,回火取575℃,并在500℃时获得三次硬化;
所述回火工艺在远红外线加热炉中进行,远红外加热炉内装配有电加热丝,所述电加热丝的额定温度为160KW;
所述远红外线加热炉中还装配有循环水泵和风扇,所述风扇的额定功率为30KW,所述循环水泵的额定功率为4KW。
时效时间/h | 抗拉强度/MPA | 伸长率/% | 平均伸长率/% |
1 | 206.2 | 6.0 | 5.5 |
2 | 232.4 | 5.3 | 5.4 |
1.5 | 231.7 | 6.7 | 3.0 |
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)
1.一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述金属材料的表面热处理加工工艺包括以下步骤:
S1:对金属材料的表面进行预处理,去除金属材料表面的油污和氧化层;
S2:将完成预处理后的金属材料加热至一定温度,通入高纯度氮气,接着进行保温处理,直至金属材料的表面形成一层渗氮层;
S3:对金属材料进行淬火工艺,将金属材料置于高炉炉底板进行加热,随后进行保温处理,然后调节高炉的炉门,调节后的炉门距离炉底15-25CM,接着操作扁钳对金属材料进行快速入油工艺,且在此过程中还需操作扁钳进行升降运动6-10s,待金属材料表面温度降至210-230℃后再次进行保温处理;
S4:对进行材料进行回火工艺,待进过淬火处理后的金属材料冷却至100-120℃范围内时,即可进行回火工艺。
2.根据权利要求1所述的一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述对金属材料的表面进行预处理包括以下步骤:
先将去离子水注入到装配有超声波发生器的容器内,接着向该容器中注入呈中性的去油剂;
然后利用机械抛光技术去除金属材料表面所出现的油污、氧化层以及毛边。
3.根据权利要求1所述的一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述利用密闭的加热容器对金属材料进行加热处理,密闭的加热容器在对金属材料进行加热处理的过程中,对加热容器进行抽真空化处理。
4.根据权利要求3所述的一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述密闭的加热容器对金属材料的加热温度为65-75℃,抽真空后的密闭加热容器其内部真空度为-10MPA,保温时间为1-2h。
5.根据权利要求1所述的一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述在对金属材料进行淬火工艺时,选用甲醇低温裂解气氛对金属材料进行甲醇裂解保护。
6.根据权利要求5所述的一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述入油工艺中的淬火油温度为70-80℃,处理时间为5-6min。
7.根据权利要求6所述的一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述金属材料在高炉炉板上进行加热过程中始终处于竖直状态,所述竖直状态下的金属材料其侧面持续施加0.01-0.06MPA的压力。
8.根据权利要求1所述的一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述回火工艺中,回火取550-600℃,并在500℃时获得三次硬化。
9.根据权利要求8所述的一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述回火工艺在远红外线加热炉中进行,远红外加热炉内装配有电加热丝,所述电加热丝的额定温度为160KW。
10.根据权利要求9所述的一种金属材料的表面热处理加工工艺,其特征在于,所述远红外线加热炉中还装配有循环水泵和风扇,所述风扇的额定功率为30KW,所述循环水泵的额定功率为4KW。
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