CN1107118C - 超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其按以下步骤进行：第一步、所处理的工件范围；第二步、在盐浴炉对工件进行升温保温；第三步、分级淬火；第四步、进行整平；第五步、用夹具夹紧；第六步、定型回火；第七步、空冷；第八步、温水浸泡；第九步、松开夹具。本发明工艺简单，利用该超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺得到的工件，其韧性、弹性和耐磨性等综合机械性能好，其平整度好、成品率高。
Description
本发明涉及中、高碳钢工件的热处理工艺，是一种超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺。
中、高碳钢的热处理，当钢中含碳的成分愈多，转变时所发生的体积变化就愈大，而且奥氏体向马氏体转变是在较低的温度下进行的，这就容易产生热应力，从而造成工件变形、开裂和其他淬火缺陷；当热应力大于钢当时相应温度下屈服强度而小于强度极限时，就使工件产生永久变形，当热应力超过钢当时相应温度下的强度极限时，则不但工件变形，还导致工件开裂；传统热处理工艺在超薄的圆环形中、高碳钢工件的处理时，存在着变形严重、开裂废品率高的蔽病；因此导致其产品的综合机械性能差、平整度超过公差、成品率低。
特别是，在锯齿轧花机上使用的轧花锯片和在锯齿剥绒机上使用的剥绒锯片都是易损件，轧花锯片和剥绒锯片的产品标准执行国标GB5674-85，其规定的产品厚度为0.95±0.05毫米，平整度为0.5毫米，表面洛氏硬度HR45N23.3至32.7，但是符合上述国标的轧花锯片和剥绒锯片在使用时，一般根据中国供销合作总社发布的棉花加工技术规程中规定：轧花锯片每连续作业80至120小时即需要更换，和剥绒锯片在进行二、三道绒连续作业24至36小时即需要进行更换。
目前，较好的轧花锯片是由美国L.M.S公司生产的，该公司仅对中国山东棉麻机械厂提供热处理后的半成品片，山东棉麻机械加工为成品后为本厂生产的121型和新80型高速轧花机配套使用，对该轧花锯片进行测定得知：平整度为0.35毫米，硬度HRC为32至40。
鉴于上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种综合机械性能好、平整度好、成品率高的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺。
本发明的目的是通过以下步骤来实现的：该超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺按以下步骤进行：
第一步、所处理的工件范围：材质为45号至85号的碳钢，工件厚度小于1.5毫米，工件的直径与厚度之比大于300比1，工件中间有孔；
第二步、将所需要处理的工件放入已经加温到810℃至825℃的盐浴炉3至4分钟；
第三步、将从盐浴炉中取出后的工件立即放入已经加温到290℃至320℃的硝盐炉30至35秒；
第四步、从硝盐炉中取出后的工件立即放入整平机进行整平，其时间不少于1分钟，其中整平机的压板需要预温到100至120℃；
第五步、经过整平后的工件用夹具夹紧；
第六步、将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为4至8小时，定型回火炉的温度为400至500℃；
第七步、将从回火炉中取出的工件及夹具放置在空气，使工件及夹具的温度降到180至220℃；
第八步、将降到180至220℃的工件及夹具放入50至80℃的温水中，浸泡时间不少于8小时；
第九步、将从温水中取出的工件上的夹具松开，得到热处理好的工件。
上述的工件的外径可为407.5毫米、内径可为150毫米、厚度可为0.93至0.97毫米。
上述的工件的外径可为321.5毫米、内径可为40毫米、厚度可为0.93至0.97毫米。
上述的第二步中可将所需要处理的工件放入已经加温到810℃至820℃的盐浴炉3至4分钟。
上述的第二步中可将所需要处理的工件放入已经加温到815℃至825℃的盐浴炉3至4分钟。
上述的第三步中可将从盐浴炉中取出后的工件立即放入已经加温到290℃至310℃的硝盐炉30至35秒。
上述的第三步中可将从盐浴炉中取出后的工件立即放入已经加温到310℃至320℃的硝盐炉30至35秒。
上述的整平机可为液压整平机或自重式压板整平装置。
上述的定型回火炉可为硝盐炉或井式回火炉或箱式电阻炉。
上述的第五步中可采用100至160吨液压机将夹具压紧后紧固夹具螺栓使工件夹紧。
附图1为本发明的热处理工艺图；
附图2为采用本发明进行热处理后的轧花锯片盲板的主视图，
附图3为附图2的侧视剖视图；
附图中的编码分别为：1为第一步，2为第二步，3为第三步，4为第四步，5为第五步，6为第六步，7为第七步，8为第八步。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1，该超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺按以下步骤进行：第一步、所处理的工件范围：材质为70号的碳钢，工件的外径为407.5毫米、内径为150毫米、厚度为0.93至0.97毫米；第二步、将所需要处理的工件放入已经加温到810℃至820℃的盐浴炉3至4分钟；第三步、将从盐浴炉中取出后的工件立即放入已经加温到310℃至320℃的硝盐炉30至35秒；第四步、从硝盐炉中取出后的工件立即放入整平机进行整平，其时间不少于1分钟，其中整平机的压板需要预温到100至120℃；第五步、经过整平后的工件用夹具夹紧；第六步、将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为4小时，定型回火炉的温度为410至420℃，其中定型回火炉采用硝盐炉；第七步、将从回火炉中取出的工件及夹具放置在空气中，使工件及夹具的温度降到180至220℃；第八步、将降到180至220℃的工件及夹具放入50至80℃的温水中，浸泡时间不少于8小时；第九步、将从温水中取出的工件上的夹具松开，得到热处理好的工件。对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为42至44，平面度小于0.20毫米，成品率为100％。
实施例2与实施例1的不同之处在于：实施例2的第六步不同，其将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为5小时，定型回火炉的温度为420至430℃，其中定型回火炉采用井式回火炉； 对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为41至43，平面度小于0.17毫米，成品率为100％。
实施例3与实施例1的不同之处在于：实施例3的第六步不同，其将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为6小时，定型回火炉的温度为415至425℃，其中定型回火炉采用箱式电阻炉；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为41至43，平面度小于0.20毫米，成品率为100％。
实施例4与实施例1的不同之处在于：实施例4的第一步不同，其所处理的工件范围：材质为70号的碳钢，工件的外径为321.5毫米、内径为40毫米、厚度为0.93至0.97毫米；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为42至43，平面度小于0.18毫米，成品率为100％。
实施例5与实施例4的不同之处在于：实施例5的第六步不同，其将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为5小时，定型回火炉的温度为420至430℃，其中定型回火炉采用井式回火炉；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为40至42，平面度小于0.16毫米，成品率为100％。
实施例6与实施例4的不同之处在于：实施例6的第六步不同，其将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为6小时，定型回火炉的温度为415至425℃，其中定型回火炉采用箱式电阻炉；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为41至43，平面度小于0.18毫米，成品率为100％。
实施例7与实施例1的不同之处在于：实施例7的第2步和第六步不同，第一步、将所需要处理的工件放入已经加温到815℃至825℃的盐浴炉3至4分钟；第六步、将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为4小时，定型回火炉的温度为420至430℃，其中定型回火炉采用硝盐炉；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为41至42，平面度小于0.18毫米，成品率为100％。
实施例8与实施例7的不同之处在于：实施例8的第六步不同，其将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为5小时，定型回火炉的温度为430至440℃，其中定型回火炉采用井式回火炉；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为40至41，平面度小于0.17毫米，成品率为100％。
实施例9与实施例7的不同之处在于：实施例9的第六步不同，其将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为6小时，定型回火炉的温度为425至435℃，其中定型回火炉采用箱式电阻炉；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为40至42，平面度小于0.17毫米，成品率为100％。
实施例10与实施例7的不同之处在于：实施例10的第一步不同，其所处理的工件范围：材质为70号的碳钢，工件的外径为321.5毫米、内径为40毫米、厚度为0.93至0.97毫米；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为40至42，平面度小于0.17毫米，成品率为100％。
实施例11与实施例10的不同之处在于：实施例11的第六步不同，其将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为5小时，定型回火炉的温度为430至440℃，其中定型回火炉采用井式回火炉；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为39至41，平面度小于0.15毫米，成品率为100％。
实施例12与实施例10的不同之处在于：实施例12的第六步不同，其将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为6小时，定型回火炉的温度为425至435℃，其中定型回火炉采用箱式电阻炉；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为39至41，平面度小于0.16毫米，成品率为100％。
实施例13与实施例7的不同之处在于：实施例13的第三步不同，其将从盐浴炉中取出后的工件立即放入已经加温到290℃至310℃的硝盐炉30至35秒；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为41至43，平面度小于0.22毫米，一百片中有3片平面度超过0.20毫米。
实施例14与实施例13的不同之处在于：实施例14的第六步不同，其将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为4小时，定型回火炉的温度为490至500℃，其中定型回火炉采用硝盐炉；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为37至38，平面度小于0.20毫米，成品率为100％。
实施例15与实施例13的不同之处在于：实施例15的第一步不同，其所处理的工件范围：材质为55号的碳钢，工件的外径为321.5毫米、内径为40毫米、厚度为0.93至0.97毫米；对热处理好的工件进行测定得到：洛氏硬度HRC为39至40，平面度小于0.17毫米，成品率为100％。
在本发明中：45号至85号的碳钢是采用国标GB699-65中的规定。
在本发明的实施例中，每个实施例中的工件为一百片；硬度测定使用的是上海材料试验机厂出品的HD9-45型光学表面洛氏硬度计，使用HR45N标尺，测定后换算成HRC；平面度测定使用0级平板，配用0级百分表及表座；硝盐炉采用的是DM-100-6，盐浴炉采用的是DM-100-8，井式回火炉采用的是R55-75-6H，箱式回火炉采用的是RJX-60-9；在本发明的第五步中可采用100至160吨液压机将夹具压紧后紧固夹具螺栓使工件夹紧。
对上述实施例中热处理好的工件进行折弯试验：将工件顺钢材轧制方向剪成长200毫米、宽20毫米的长条，用手抓住其两端，折弯90度拾次，全都不断不裂，证明其工件的韧性较好。
采用本发明进行热处理后的工件，其强度达到114千克/平方毫米，这在国标GB5674-85基础上提高了50％以上，平面度小于0.20，废品率小于0.2％，工件硬度HRC为36至45，其综合机械性能超过美国L.M.S公司热处理后的半成品片。
综上所述，本发明工艺简单，利用该超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺得到的工件，其韧性、弹性和耐磨性等综合机械性能好，其平整度好、成品率高。
Claims (10)
1.一种超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于按以下步骤进行：
第一步、所处理的工件范围：材质为45号至85号的碳钢，工件厚度小于1.5毫米，工件的直径与厚度之比大于300比1，工件中间有孔；
第二步、将所需要处理的工件放入已经加温到810℃至825℃的盐浴炉3至4分钟；
第三步、将从盐浴炉中取出后的工件立即放入已经加温到290℃至320℃的硝盐炉30至35秒；
第四步、从硝盐炉中取出后的工件立即放入整平机进行整平，其时间不少于1分钟，其中整平机的压板需要预温到100至120℃；
第五步、经过整平后的工件用夹具夹紧；
第六步、将夹紧后的工件及夹具一起放入定型回火炉，时间为4至8小时，定型回火炉的温度为400至500℃；
第七步、将从回火炉中取出的工件及夹具放置在空气，使工件及夹具的温度降到180至220℃；
第八步、将降到180至220℃的工件及夹具放入50至80℃的温水中，浸泡时间不少于8小时；
第九步、将从温水中取出的工件上的夹具松开，得到热处理好的工件。
2.根据权利要求1所述的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于工件的外径为407.5毫米、内径为150毫米、厚度为0.93至0.97毫米。
3.根据权利要求1所述的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于工件的外径为321.5毫米、内径为40毫米、厚度为0.93至0.97毫米。
4.根据权利要求1或2或3所述的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于第二步中将所需要处理的工件放入已经加温到810℃至820℃的盐浴炉3至4分钟。
5.根据权利要求1或2或3所述的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于第二步中将所需要处理的工件放入已经加温到815℃至825℃的盐浴炉3至4分钟。
6.根据权利要求1或2或3所述的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于第三步中将从盐浴炉中取出后的工件立即放入已经加温到290℃至310℃的硝盐炉30至35秒。
7.根据权利要求1或2或3所述的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于第三步中将从盐浴炉中取出后的工件立即放入已经加温到310℃至320℃的硝盐炉30至35秒。
8.根据权利要求1或2或3所述的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于整平机为液压整平机或自重式压板整平装置。
9.根据权利要求1或2或3所述的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于定型回火炉为硝盐炉或井式回火炉或箱式电阻炉。
10.根据权利要求1或2或3所述的超薄大圆环形中高碳钢工件热处理工艺，其特征在于第五步中采用100至160吨液压机将夹具压紧后紧固夹具螺栓使工件夹紧。
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