[发明专利]一种球墨铸铁活塞环热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁活塞环热处理工艺。

背景技术

目前，公知的球墨铸铁活塞环热处理工艺中使用的淬火冷却介质是油类物质，其主要是进口HQK油、国产KR218快速光亮淬火油、普通柴油及普通机械油。球墨铸铁活塞环热处理时，其普遍工艺流程为：加热步骤(依次包括：产品装筒→装框→进高温炉→预热→高温炉升温)→保温步骤(保温)→淬火步骤(油淬火→冲洗→喷淋→烘干)→回火步骤(中温炉升温→保温)→空冷步骤(空冷)→检验。采用该工艺生产，使用的淬火冷却介质为油类物质，在生产过程中，冷却介质温度将逐步升高，特别是在高温天气，其温度更高，当经过保温达到920～950℃的产品快速浸入冷却介质冷却时，在冷却介质的液面上必然产生零星火点或零星明火，当冷却介质温度较高时，液面上的零星火点或零星明火将迅速扩大，在其不能自然熄灭或燃烧不能控制时，必然出现火灾安全事故，有时会造成很大损失；同时，产品在淬火后，其表面附着一层油类冷却介质，在加热回火前必须进行冲洗、喷淋、烘干，该过程持续时间2～3个小时，花费较大的水、能源和人工，生产效率和生产成本受到影响；再有，在产品高温回火过程中，产品表面附着的残余油类冷却介质必然会燃烧产生大量的油烟雾冒出炉外，影响员工身体健康和生产环境，造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产安全、环保、成本低、生产效率高、没有火灾安全事故发生的球墨铸铁活塞环热处理工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：一种球墨铸铁活塞环热处理工艺，依次包括加热步骤、保温步骤、淬火步骤、回火步骤和空冷步骤，所述淬火步骤中采用有机水溶液淬火剂作为淬火的冷却介质，其整个工艺流程相应采用：加热步骤(依次包括：产品装筒→装框→进高温炉→高温炉升温)→保温步骤(保温)→淬火步骤(依次包括：有机水溶液淬火剂淬火→滴液)→回火步骤(依次包括：中温炉升温→保温)→空冷步骤(空冷)→检验。

作为优选：所述有机水溶液淬火剂为聚乙烯水溶液、聚醚水溶液、聚醚乙二醇水溶液、羟乙基纤维素水溶液、三乙醇胺水溶液、聚二醇(PAG)水溶液中的一种。

作为进一步优选：所述有机水溶液淬火剂的使用浓度为12.5～20％，使用时，将PAG系列淬火剂与自来水按1∶5左右的比例加入冷却槽中，搅拌均匀，使其浓度达到12.5～20％；浓度检测用手持式折光仪(糖度计)，折光仪读数乘2.5即可得到浓度值，其浓度未达到或超过12.5～20％时，添加淬火剂原液或自来水以调整。

作为进一步优选：所述有机水溶液淬火剂的的使用温度为10-45℃。

作为进一步优选：所述淬火温度为930～950℃。

作为优选：所述保温步骤的淬火加热保温时间为30～60分钟。

作为进一步优选：回火步骤中，其回火温度为570～590℃，回火加热保温时间为90～130分钟。

本发明的有益效果为：

1、本工艺淬火过程中冷却介质由于采用有机水溶液淬火剂，不燃烧，避免了火灾安全事故的发生；

2、本工艺回火过程中不产生油烟雾，避免了环境污染；

3、本工艺淬火后不需要进行冲洗、喷淋及烘干，可以提高生产效率20～25％，降低生产成本15～20％；

4、本工艺热处理后的金相组织和机械性能指标达到或超过国家的相关标准，并达到最优化；

5、本工艺可以适用球墨铸铁材质的其它零件的热处理。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1

一种球墨铸铁活塞环的热处理工艺，依次包括以下步骤：

1、加热步骤，依次包括：产品装筒→装框→进高温炉→高温炉升温，升温至930℃；

2、保温步骤：在930℃下，保温30分钟；

3、淬火步骤，依次包括：聚二醇(PAG)水溶液淬火剂淬火→滴液，其中，有机水溶液淬火剂的使用浓度为12.5％，PAG水溶液淬火剂的的使用温度10℃，本实施例所使用的PAG水溶液淬火剂购自南昌通力精细化工有限公司，其型号为TL-468；

4、回火步骤，首先进行中温炉升温，升温至590℃，然后保温130分钟；

5、空冷步骤，

最后进行产品检验，其检验结果为：本批次产品的硬度为104.2～105.5HRB，金相组织为：回火索氏体+碳化物(≤3％)，抗弯强度≥1180MPa。

实施例2

一种球墨铸铁活塞环的热处理工艺，依次包括以下步骤：