[发明专利]一种碳素结构钢的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于钢材工件热处理技术领域，具体的讲涉及一种碳素结构钢的热处理工艺。

背景技术

中碳结构钢，机械性能较好，且价格低、来源广，所以广泛应用于机械制造中各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等；但它的最大弱点是淬透性低，所以淬火时需采用冷却速度大的淬火介质。水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质，它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力很强，因此中碳结构钢在工业应用当中普遍采用水或水溶性淬火介质。目前大部分公司都是采用箱式炉加热后水基淬火处理，但箱式炉需人工操作，导致产品合格率下降；箱式炉的能耗大，生产成本高；不能很好的进行低成本自动化生产。随着工业经济快速发展，很多生产厂家都拥有了密封箱式多用炉设备；但由于水加热后会产生大量水蒸气，水蒸气在密封箱式多用炉内会产生很高的压力造成设备爆炸的危险，所以密封箱式炉是决对禁止采用水性介质热处理，这样就限制了中碳结构钢在密封箱式多用炉进行自动化热处理，长期以来密封箱式多用炉用来化学热处理，未用于碳素结构钢的调质处理。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种适用于密封箱式多用炉设备对中碳结构钢进行淬火并能保证热处理后产品质量的一种碳素结构钢的热处理工艺。

本发明的技术方案如下：

一种碳素结构钢的热处理工艺，该工艺步骤依次包括：淬火、自检、清洗、回火、检验，所述淬火步骤在密封箱式多用炉内进行，淬火温度控制在840℃～900℃，保温时间为60-120min，采用油作为淬火介质进行冷却，冷却的油温控制在60℃～100℃，冷却时间控制在20min-30min。

采用上述工艺，关键在于在淬火过程中采用了自动化更高的密封箱式多用炉，这样能大大提高中碳结构钢零件的热处理效率，由于如背景技术中所指出的水作为淬火介质不能应用于密封箱式多用炉内，在本淬火工艺中的冷却介质采用了油，为保证将油作为冷却介质经该方式淬火后的工件达到淬火标准和要求，本方案中将温度控制在840℃～900℃，保温时间为60min-120min，冷却油温控制在60℃～100℃，冷却时间控制在20-30min。

下面是本发明用于中碳结构钢工件与传统调质处理的数据：

传统工艺：设备为一般加热炉，表面硬度(淬火态)：35HRC～50HRC；550℃回火后工件表面硬度：18HRC～28HRC。

采用本方案的设备结合该工艺，表面硬度(淬火态)：55HRC～58HRC；550℃回火后工件表面硬度：30HRC～32HRC。

通过以上数据对比可知，本发明突破传统水基介质淬火+回火的思路，将中碳结构钢置于密封箱式多用炉内进行油淬+高温回火(回火采用现有设备及相关工艺)；本发明与现有技术相比，通过本发明制作出的中碳结构钢产品不仅具有硬度更高更均匀、淬火淬透性好的优点，而且具有更好的综合力学性能的优点，关键是采用该工艺将密封箱式多用炉应用在了淬火工艺上，减少了操作人员、提高了生产效率、保证了产品质量，具有生产成本低、效率高等优点。

所述淬火温度为860℃，保温时间为100min。

所述冷却的油温为80℃，冷却时间控制在25min。

所用碳素结构钢是含碳量0.30％～0.60％、硅含量0.17％～0.37％、锰含量0.50％～0.80％、Cr≤0.25％、P≤0.035％、S≤0.035％的中碳结构钢。

有益效果：本发明通过对传统中碳结构钢淬火工艺的改进，实现了密封箱式多用炉在中碳结构钢淬火步骤上的应用，在保证产品质量要求的同时大大提高了生产效率。

具体实施方式

实施例：一种碳素结构钢的热处理工艺，该工艺步骤依次包括：淬火、自检、清洗、回火、检验，所述淬火步骤在密封箱式多用炉内进行，淬火温度控制在840℃～900℃，保温时间为60-120min，采用油作为淬火介质进行冷却，冷却的油温控制在60℃～100℃，冷却时间控制在20min-30min。

所述淬火温度为860℃，保温时间为100min。

所述冷却的油温为80℃，冷却时间控制在25min。

所用碳素结构钢是含碳量0.30％～0.60％、硅含量0.17％～0.37％、锰含量0.50％～0.80％、Cr≤0.25％、P≤0.035％、S≤0.035％的中碳结构钢。