CN104099448A - 网带炉滚子热处理零脱碳控制方法 - Google Patents

网带炉滚子热处理零脱碳控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种网带炉滚子热处理零脱碳控制方法，包括淬火、回火及检测三个步骤，其创新点在于：所述的淬火步骤在网带炉淬火区进行淬火处理，采用甲醇、氮气和丙烷三种气氛控制碳势，淬火加热过程中，分三区控制气氛流量，第一、第二区通入氮气和丙烷，丙烷采用两部分控制，一部分采用恒定的低流量0.5-1L/min，另一部分利用氧探头自动补偿式控制，碳势不足时通入2-3L/min，第三区通氮气和甲醇，流量分别为6-6.4m3/h和4-4.5m3/h。滚子加热的时间为52-60分钟，淬火温度为850±5℃，碳势稳定控制在0.7-0.8%；所述回火阶段，回火温度为160-165℃，保温时间为180-210分钟。本发明的方法有效解决了常规控制过程中，高碳势下容易增碳和低碳势下容易贫碳的现实问题。

Description

网带炉滚子热处理零脱碳控制方法
技术领域
本发明涉及网带炉滚子热处理零脱碳控制方法，特别涉及一种热处理指标符合国际标准，且滚子倒角处无贫碳或增碳热处理控制方法。
背景技术
伴随着高铁行业的兴起，高铁长寿命轴承得到了飞速发展。在高铁滚动体组件几乎100%依赖于进口的中国高铁行业，高强度、高寿命滚子一直得到高铁行业的青睐。对滚子零件而言，滚子母线面是加工面，而滚子倒角处是非加工面。常规滚子允许在倒角处有一定深度的贫碳层或增碳层，而对高铁滚子而言是不允许的。而要实现这一目标，滚子材料表面不允许有贫碳层存在，热处理过程中必须保证零脱碳要求（既不脱碳也不增碳）。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种滚子热处理零脱碳控制方法，控制碳势的均匀性，使产品符合国家标准。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：网带炉滚子热处理零脱碳控制方法，包括淬火、回火及检测三个步骤，所述的淬火步骤在网带炉淬火区进行淬火处理，采用甲醇、氮气和丙烷三种气氛控制碳势，淬火加热过程中，分三区控制气氛流量，滚子加热时间为52-60分钟，淬火温度为850±5℃，碳势稳定控制在0.7-0.8%；
所述回火阶段，回火温度为160-165℃，保温时间为180-210分钟。
进一步的，所述的网带炉淬火区分三段设置通气口，每个通气口设置甲醇、丙烷、氮气通入口，按滚子进炉走向依次第一区、第二区和第三区，其中，第一区通丙烷和氮气，丙烷常通流量为0.5-1L/min，并且采用氧探头自动补尝控制，流量为2-3L/min；氮气流量为2-3L/min；第二区通丙烷和氮气，丙烷常通流量为0.5-1L/min，采用氧探头自动补尝控制，流量为2-3L/min，氮气流量为2-3L/min；第三区通氮气和甲醇，氮气流量为6-6.4m3/h，甲醇流量为4-4.5 m3/h。
进一步的，滚子在第一区加热时间为16-20min，在第二区加热时间为18-20min，在第三区加热时间为18-20min。
进一步的，网带炉碳势参比气设置在0.2-0.3 L/min。
进一步的，碳势控制于0.7-0.8%之间。
本发明的有益效果：
1、本发明在淬火加热过程中，分区通入高流量氮气，利用炉膛三台循环风扇的共同作用，保证了炉膛内气氛处于较高的正压状态，且碳势分布均匀，各点散差小，总体碳势波动小。
2、本发明甲醇采用炉外裂解后通入，既能够减少碳黑的产生，又能够较少甲醇裂解时因周围炉温变化引起的碳势波动；每区丙烷采用恒量和补偿量（自动控制）通入能够分别保证碳势的下限值和上限值，从而使其稳定控制在较小的波动范围以内，有效解决了常规控制过程中，高碳势下容易增碳和低碳势下容易贫碳的现实问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
本发明的一种网带炉滚子热处理零脱碳控制方法，包括淬火、回火及检测三个步骤，其特征在于：所述的淬火步骤在网带炉淬火区进行淬火处理，采用甲醇、氮气和丙烷三种气氛控制碳势，淬火加热过程中，分三区控制气氛流量，滚子加热时间为52-60分钟，淬火温度为850±5℃，碳势稳定控制在0.7-0.8%；回火阶段，回火温度为160-165℃，保温时间为180-210分钟。
实施例1
首先，调试好网带炉滚子生产线，按要求控制好淬火温度，回火温度、保护气流量，淬火油温度，保证各类参量处于受控状态，为滚子生产做好前期准备。设定时，滚子淬火温度850±5℃，回火温度160℃，让淬火油温控制在55℃。
具体的：将炉温设置于850℃，淬火加热阶段采用甲醇裂解气和氮气作为载气，采用丙烷裂解气作为富化气，网带炉淬火区分三段设置通气口，每个气口设置甲醇、丙烷、氮气通入口。按滚子进炉走向网带炉淬火区依次设置第一区、第二区和第三区，控制好甲醇、氮气和丙烷流量，所述的网带炉淬火区分三段设置通气口，每个通气口设置甲醇、丙烷、氮气通入口，按滚子进炉走向依次设置第一区、第二区和第三区，其中，第一区通丙烷和氮气，丙烷常通流量为0.6L/min，并且采用氧探头自动补尝控制，流量为2.2L/min；氮气流量为2.2L/min，第一区加热时间为16min；第二区通丙烷和氮气，丙烷常通流量为0.6L/min，采用氧探头自动补尝控制，流量为2.2L/min，氮气流量为2.2L/min，第二区加热时间为18min；第三区通氮气和甲醇，氮气流量为6m3/h，甲醇流量为4 m3/h。其中，碳势参比气设置为0.2 L/min，第三区加热时间为18min。
各区流量恒定，保证了炉膛内高而稳定的正压；第一、第二区丙烷采用两部分控制，一部分采用恒定的低流量0.6L/min，另一部分利用氧探头自动补尝试控制，碳势不足时通入2.2L/min，碳势到达设定点时候，停止通此，如此周而复始，维持炉膛内持续稳定的碳势水平。
然后，将经过清洗、烘干的滚子按一定速度进入炉膛，定期检查各区甲醇、氮气和丙烷的流量符合性。关注碳势变化情况，稳定控制于0.7-0.8%之间。
实施例2
调试好网带炉滚子生产线，按要求控制好淬火温度，回火温度、保护气流量，淬火油温度，保证各类参量处于受控状态，为滚子生产做好前期准备。设定时，滚子淬火温度850±5℃，回火温度165℃，让淬火油温控制在65℃。
第一区通丙烷和氮气，丙烷常通流量为1L/min，并且采用氧探头自动补尝控制，流量为3L/min；氮气流量为3L/min，第一区加热时间为20min；第二区通丙烷和氮气，丙烷常通流量为1L/min，采用氧探头自动补尝控制，流量为3L/min，氮气流量为3L/min，第二区加热时间为20min；第三区通氮气和甲醇，氮气流量为6.4m3/h，甲醇流量为4.5 m3/h。其中，碳势参比气设置为0.3 L/min，第三区加热时间为20min。
各区流量恒定，保证了炉膛内高而稳定的正压；第一、第二区丙烷采用两部分控制，一部分采用恒定的低流量1L/min，另一部分利用氧探头自动补尝试控制，碳势不足时通入3L/min，碳势到达设定点时候，停止通此，如此周而复始，维持炉膛内持续稳定的碳势水平。
滚子淬、回火表面脱、贫碳状态检测：严格按照JB/T1255-2001标准和SKF对热处理的专控要求对滚子脱、贫碳状态进行检查，如果母线面和倒角处均没有贫碳或增碳，即判为合格；即使存在轻微的增碳或贫碳区均判为不合格。
采用常规方法控制的滚子的热处理零脱碳一次合格率不大于85%，采用本发明的热处理方法滚子的一次合格率均在99.5%以上。

Claims (4)

1.网带炉滚子热处理零脱碳控制方法，包括淬火、回火及检测三个步骤，其特征在于：所述的淬火步骤在网带炉淬火区进行淬火处理，采用甲醇、氮气和丙烷三种气氛控制碳势，淬火加热过程中，分三区控制气氛流量，滚子加热时间为52-60分钟，淬火温度为850±5℃，碳势稳定控制在0.7-0.8%；
所述回火阶段，回火温度为160-165℃，保温时间为180-210分钟。
2.根据权利要求1所述的网带炉滚子热处理零脱碳控制方法，其特征在于：所述的网带炉淬火区分三段设置通气口，每个通气口设置甲醇、丙烷、氮气通入口，按滚子进炉走向依次设置第一区、第二区和第三区，其中，第一区通丙烷和氮气，丙烷常通流量为0.5-1L/min，并且采用氧探头自动补尝控制，流量为2-3L/min；氮气流量为2-3L/min；第二区通丙烷和氮气，丙烷常通流量为0.5-1L/min，采用氧探头自动补尝控制，流量为2-3L/min，氮气流量为2-3L/min；第三区通氮气和甲醇，氮气流量为6-6.4m3/h，甲醇流量为4-4.5 m3/h。
3.根据权利要求1或2所述的网带炉滚子热处理零脱碳控制方法，其特征在于：滚子在第一区加热时间为16-20min，在第二区加热时间为18-20min，在第三区加热时间为18-20min。
4.根据权利要求1所述的网带炉滚子热处理零脱碳控制方法，其特征在于：碳势参比气设置在0.2-0.3 L/min。
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