[发明专利]一种H80合金的半退火方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热处理方法，特别是一种H80合金的半退火方法。

背景技术

H80合金是铜—锌二元系α单相黄铜，通过热处理退火可以具有很高的塑性，冷加工性能良好，可以成型形状复杂的弹性元件。由于H80是一种冷变形强化型的铜基合金，弹性元件所需的弹性由冷变形获得，同时由于弹性元件成型时的变形量达不到所需的强化程度，因此对管坯在成型前的最后一次退火采用不完全退火即半退火，以保留一部分拉伸管坯时的冷变形量。

目前，H80合金的半退火是在普通的井式炉或箱式炉中进行，半退火温度为470℃～490℃,保温时间为120min～150min。为防止氧化，将管坯装筒或装箱加木炭泥封，然后放入井式炉或箱式炉中开始升温到470℃～490℃，保温120min～150min，然后关掉加热装置打开井式炉或箱式炉使管坯随筒或箱在空气中冷却，整个半退火过程大概需要6小时。在井式炉或箱式炉加热的过程中，由于温度是由井式炉或箱式炉的分布在炉壁上的加热装置产生的热量传递到管坯，因此靠近炉壁和远离炉壁的管坯受热时间不同，从而导致管坯在半退火过程中受热不够均匀；另外，由于装管坯的筒密封不完全，所以在零件表面会有一定程度的污染。上述两种因素均是造成管坯在成型过程中发生破裂的主要原因。同时，由于井式炉或箱式炉容积有限、升温及随炉冷却时间较长，所以用以上方法进行半退火的效率较低，无法完成批量化、连续化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，目前所使用的H80合金半退火工艺半退火的效率较低，无法完成批量化、连续化生产；且生产过程中存在加热不均匀、表面污染的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种H80合金的半退火方法，其中采用了自制的热处理装置，其结构包含自动上料系统、加热主体、冷却主体、链式网带驱动系统和控制柜；其中自动上料系统、加热主体、冷却主体及链式网带驱动系统依次连接，且均分别与控制柜连接。

所述加热主体包括预热台与加热区，设置有6个加热区。

所述自动上料系统，由链传动属性的辊棒排组成，位于加热主体前与加热主体输送网带衔接，用于手工放料。

所述加热主体，分为预热段和加热段两部分，由炉门、炉膛、马弗管和加热元件组成，布置采用抽斗式，便于检修方便。

所述冷却主体，冷却通道内有保护气氛、通道外层充满循环冷却水，加热后的管坯通过冷却通道在保护气氛下进行快速冷却。

所述链式网带驱动系统，贯穿炉身是装载热处理管坯连续热处理的输送装置，提供150～600mm/min的传送速度。

所述控制柜包括氮基保护气氛控制装置、电气控制装置及温度控制装置，其中电气控制装置将制氮机产生的氮气通过气体流量计控制通往加热主体中的马弗管内；电气控制装置分别连接自动上料系统、加热主体、冷却主体及链式网带驱动系统，每个系统可以独立被控制和调节；温度控制装置控制加热主体的6个加热区的温度在设定温度范围内；所述控制柜，用于控制整个热处理装置的开关、氮基保护气氛的开关与气流大小、各加热区温度控制和调节，同时带有多点无纸记录仪记录任何一区的工作记录并带有超温报警系统。

操作过程包括设置加热主体各区温度──开通保护气体──加热主体升温──上料──预热──加热──冷却──下料。在惰性气体氮气保护下对合金进行预热、加热和冷却以实现H80合金的半退火过程；具体操作过程如下：

（1）设定加热主体6个加热区的温度分别为530℃、530℃、530℃、525℃、525℃、525℃，同时将氮气通入热处理装置中将装置中的空气排出以实现管坯在氮气保护气氛下的加热，当温度达到预定值时热处理装置中已充满氮气气氛；

（2）将链式网带的传送速度调为550mm/min,然后将H80合金管坯放入料盘中，通过网带将盛有管坯的料盘送入有氮气气氛保护的热处理装置中，管坯在网带的传送下经过预热、加热和冷却3个工作段即可完成管坯的半退火，整个半退火过程需要50min。

对H80合金试验表明，使用井式炉或箱式炉半退火后材料的晶粒度分布为20～28μm、硬度分布HV98～HV124，采用本方法半退火后材料的晶粒度为23～27μm，硬度为HV106～HV113；同时，经过批量统计，与使用井式炉或箱式炉半退火相比，采用本方法半退火后管坯在成型过程中的破裂率降低了7%。