專利名稱：一種鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料普通熱處理應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法。
背景技術(shù)：
電極鹽浴爐(簡稱鹽爐)是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用靈活、投資及維護費用較低的熱處理設(shè)備。它通過金屬電極將低壓大電流交流電引入爐內(nèi)，電流流過鹽液發(fā)熱。鹽液既是發(fā)熱體，又是對工件加熱的介質(zhì)。在磁場的作用下，鹽液循環(huán)翻動，工件浸于熔鹽之中，加熱效率很高，溫度非常均勻。鹽浴熱處理在德國的應(yīng)用，至今仍十分廣泛，尤其在工模具行業(yè)，仍不失為一種有效的加熱方法。鋼的淬火工藝是將鋼加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時間，隨即浸入淬冷介質(zhì)中 快速冷卻的熱處理工藝。常用的淬冷介質(zhì)有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高工件的硬度及耐磨性，因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齒輪、軋輥、滲碳零件等)。但是對于某些合金鋼而言，其淬火冷卻方式常采用油冷，此過程中，包覆在工件表面的殘鹽會降低工件的冷卻速度，從而降低工件表面硬度或在工件表面出現(xiàn)軟硬不均的現(xiàn)象，而且淬火后工件表面殘鹽的清理也比較困難，尤其是帶有螺紋及小孔、小槽的工件，殘鹽極難除掉，給后序加工帶來困難，且容易引起局部腐蝕和生銹。所以為了清除殘鹽，一般需添加蒸煮或者機械打磨工序，既增加了工件的制造成本，而且效果也不理想。已往報道中有采用爆鹽的方式去除殘鹽，但其使用的水溫較低，爆鹽時容易出現(xiàn)工件表面某些區(qū)域溫度下降較快的現(xiàn)象，致使工件發(fā)生嚴(yán)重變形或開裂，給操作帶來一定難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在合金鋼鹽爐加熱淬火過程中，將工件表面吸附的殘鹽迅速去除的方法，該方法改善工件在冷卻介質(zhì)中的傳導(dǎo)效率，提高工件表面硬度以及工件表面光潔度。為了實現(xiàn)以上技術(shù)效果，本發(fā)明是通過如下步驟實現(xiàn)一種鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，包括將工件置于鹽爐中加熱，然后將加熱后的工件浸入淬火介質(zhì)中冷卻，其特征在于所述加熱后的工件先浸入熱水中，然后再浸入淬火介質(zhì)中冷卻。所述熱水溫度為85°C -IOO0C。優(yōu)選的，該熱水溫度為90°C。所述工件經(jīng)過鹽爐加熱后，工件溫度為750°C -IOOO0C。所述加熱后的工件浸入熱水中的時間為1-4秒。優(yōu)選的，所述加熱后的工件浸入熱水中的時間為2秒。 所述工件材質(zhì)為中碳合金鋼。所述淬火介質(zhì)為油或空氣。
熱水的溫度為85°C _100°C，溫度過低，提高了水的冷卻能力，增加工件冷卻過程中的熱應(yīng)力。加熱后的工件浸入熱水中的時間為1-4秒，如果工件在熱水中停留時間過長，會使工件表面溫度降低，由于熱水的冷卻能力較低，因而會在工件表面出現(xiàn)珠光體或鐵素體組織，導(dǎo)致工件表面出現(xiàn)硬度下降或軟點。工件移出熱水后應(yīng)該迅速移入淬火介質(zhì)，即油或者空氣中，防止工件表面降溫出現(xiàn)軟點等淬火缺陷。本發(fā)明的有益效果是1、在經(jīng)過鹽爐加熱后的工件進入淬火介質(zhì)之前，先置于熱水中停留l_4s，在高溫狀態(tài)下，工件周圍迅速形成水的蒸汽膜，包覆在工件表面的殘鹽在蒸汽膜破裂時產(chǎn)生的沖擊力作用下與工件分離或溶解，使工件露出新鮮的表面，然后將其迅速移入淬火介質(zhì)中冷卻，達到去除殘鹽的目的，省去了在淬火后蒸煮或者打磨等步驟去除殘鹽的工序，提高了工作效率，減低了生產(chǎn)成本。2、工件表面沒有鹽的包覆，冷卻過程中溫度下降較快，使工件內(nèi)部組織均勻，表面不會出現(xiàn)軟點，增強了工件的硬度和耐磨性。3、工件在進入淬火步驟前就已經(jīng)去除了殘鹽，避免了淬火介質(zhì)受到污染，延長了淬火介質(zhì)的使
用時間，節(jié)約了成本。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步說明實施例I高強度螺栓的加工本實施例是加工一種長400mm、直徑為40mm的40Cr材質(zhì)的螺栓，要求熱處理后表面硬度為35-39HRC。該工件的普通工藝路線為鍛造一退火一機械加工一淬火+回火+蒸煮去鹽一裝配，本發(fā)明是在工件進入淬火油之前先浸入熱水中，然后迅速移入淬火油中，其他步驟不變。具體方法為將工件在鹽爐中加熱，加熱溫度為850±10°C，然后將加熱后的工件進入90°C的熱水中停留2秒，再迅速將工件進入20#機械油中冷卻。實驗證明采用普通方法加工的工件，在直接淬火后的表面硬度為35-45HRC，經(jīng)過500°C回火后工件表面硬度為30-34HRC。而采用本發(fā)明的方法后，工件表面硬度達到了48-53HRC，經(jīng)過500°C回火后工件表面硬度為36-39HRC，完全滿足技術(shù)要求。由于熱水的冷卻能力較低，工件在短時間內(nèi)不會明顯降溫，因而表面不會出現(xiàn)軟點。試樣經(jīng)過尺寸檢測，直線度完全合格，說明淬火過程沒有明顯變形。在磁粉探傷檢測過程中，試樣表面沒有出現(xiàn)裂紋，說明該方法完全安全可行。實施例2彈簧卡頭的加工本實施例是加工一種兩面距離為210mm，一面直徑為90mm，另一面直接為120mm的65Mn材質(zhì)的彈簧卡頭，要求熱處理后表面硬度為40-60HRC。該工件的普通工藝路線為鍛造一退火一機械加工一淬火+回火+蒸煮去鹽一裝配，本發(fā)明是在工件進入淬火油之前先浸入熱水中，然后迅速移入淬火油中，其他步驟不變。具體方法為將工件在鹽爐中加熱，加熱溫度為830±10°C，然后將加熱后的工件進入90°C的熱水中停留2秒，再迅速將工件進入20#機械油中冷卻。實驗證明采用普通方法加工的工件，在直接淬火后的表面硬度為40-55HRC，硬度偏低，而且波動很大。而采用本發(fā)明的方法后，工件表面硬度超過了 60HRC，波動范圍很小，均在62-64HRC 之間，完全滿足技術(shù)要求。
權(quán)利要求
1.一種鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，其步驟包括將工件置于鹽爐中加熱，然后將加熱后的工件浸入熱水中，再浸入淬火介質(zhì)中冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，其特征在于所述熱水溫度為85°C -100°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，其特征在于所述熱水溫度為90°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，其特征在于所述工件經(jīng)過鹽爐加熱后，工件溫度為750°C -1000°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，其特征在于所述加熱后的工件浸入熱水中的時間為1-4秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，其特征在于所述加熱后的工件浸入熱水中的時間為2秒
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，其特征在于所述工件材質(zhì)為中碳合金鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，其特征在于所述淬火介質(zhì)為油或空氣。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料普通熱處理應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鹽爐加熱淬火過程中消除工件表面殘鹽的方法，將工件置于鹽爐中加熱，然后將加熱后的工件浸入熱水中，再浸入淬火介質(zhì)中冷卻。所述熱水溫度為85℃-100℃。所述加熱后的工件浸入熱水中的時間為1-4秒。經(jīng)過鹽爐加熱后的工件置于熱水中后，在高溫狀態(tài)下，工件周圍迅速形成水的蒸汽膜，包覆在工件表面的殘鹽在蒸汽膜破裂時產(chǎn)生的沖擊力的作用下與工件分離或溶解，達到去除殘鹽的目的，省去了蒸煮或者打磨去除殘鹽的工序，提高了工作效率，減低了生產(chǎn)成本。工件表面沒有鹽的包覆，冷卻過程中溫度下降較快，使工件內(nèi)部組織均勻，表面不會出現(xiàn)軟點，增強了工件的硬度和耐磨性。
文檔編號C21D1/58GK102978353SQ20121053220
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者李忠文 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)