[发明专利]热处理奥氏体化铅浴用氯化物覆盖剂

说明书

本发明公开了热处理奥氏体化铅浴用氯化物覆盖剂及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：KCl:5.0‑8.0wt.%,SrCl₂:2.0‑5.0wt.%,CaCl₂:4.0‑6.0wt.%,Al₂O₃：6.0‑10.0wt.%，B₂O₃:2.0‑4.0wt.%,ZnO:4.0‑6.0wt.%,余量为CaO。该奥氏体化热处理铅合金覆盖剂研制对于提升我国自主研发精品新材料，占领国际精品新材料市场具有促进作用。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种铅合金覆盖剂。

背景技术

我国钢材的产量和结构品种逐年增加，钢材生产企业也一直致力于生产工艺的优化，通过设备改善和工艺调整，不断降低生产各工序的断丝率，提高生产效率和综合成材率。热处理是指金属材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，改变材料表面或内部的化学成分与组织，获得所需性能的一种金属热加工工艺。热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。

加热是热处理的重要工序之一。奥氏体化是指将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程，加热的工件，使温度达到共析温度以上，使常温下的铁素体和渗碳体再转变回奥氏体。在保证碳化物完全溶解的前提下，奥氏体的晶粒应细小，这样转变后可以得到晶粒细小的索氏体组织。晶粒细化对钢丝的强度、韧塑性、疲劳性能等都有好处。

普通的马弗炉加热因加热速度慢，过热度较小，奥氏体的实际形成温度较低，形核率比较低，难以获得细小的奥氏体晶粒，一般只能达到8级以下的晶粒度。而且马弗炉加热时由于钢丝高温停留时间长，炉内保护气氛不好，钢丝表面脱碳也较多。循环处理法可以细化晶粒，但钢丝表面脱碳也会增加。采用感应加热方法，由于加热速度快，表面温度高,尽管可以达到10级左右的晶粒尺寸，钢的表面脱碳非常明显,而且表面附近晶体过烧严重。

长时间以来,铅浴作为奥氏体化后铅浴淬火形成屈氏体而在热处理领域得到了广泛的应用。铅浴加热是将钢丝在铅熔体中加热至910℃左右，随后在熔融铅浴中快速冷却。由于零件通常较小(如盘条)，故可得到细小的珠光体组织，而无初生铁素体的析出。通过铅浴淬火，可以保证线材中的主要组织为单一的索氏体组织或索氏体组织加少量块状铁素体，通过索氏体中的铁素体和渗碳体的均匀排列使得线材具有良好的综合性能。

铅浴作为一种有效的导热介质,还具有很多有益的特点。当作为奥氏体化工作环境介质时,这种技术既能控制奥氏体加热速度又能控制加热环境。钢丝的奥氏体化过程中，如果钢丝暴露在空气中，就会产生表面脱碳。铅浴奥氏体化使钢丝在奥氏体化过程中浸于融铅内，限制了钢丝和空气的接触，防止了脱碳，和普通加热方法比，提高了钢丝表面的硬度，减少了裂纹形成和扩展的可能性，改善了钢丝的疲劳性能。

铅浴中的铅在高温下会挥发,氧化造成铅污染。目前针对铅浴铅污染防治的措施，主要以铅锅覆盖剂法为主。也就是选用某种能够对铅锅起到一定封闭作用的材料，覆盖于铅液之上，以防止和控制铅蒸气超量逸出，从而达到铅污染超标治理的方法。常见的覆盖剂有：（1）木炭粉（2）SRQF覆盖剂。由多种硅酸盐复合而成的一种覆盖材料，其特点是无味、耐高温，隔热性能好，对铅蒸气具有较强的吸收抑制性能。（3）GBA液铅覆盖剂。它由两部分组成:一部分是优质焦炭颗粒为主的固体载体，另一部分则是以各种低共熔无机盐为主的高温胶结剂。（4）煤渣覆盖剂。

使用铅锅覆盖剂进行铅污染防治的效果如何，关键取决于覆盖剂的性能与特点。不同的铅锅覆盖剂其效果也不尽相同。总的说来，上述的方法各有缺点，并不能完全满足现有的行业要求。国外己经开发的铅锅覆盖剂性能还不能令人满意。低熔点熔盐可以在极低的温度下熔化，并可以有效地铺展在液态铅合金的表面。对液态铅和空气的接触起了一个很好的隔绝作用。但是常见的低熔点熔盐最大的特点就是性能不稳定，容易和铅熔体本身起反应，生成氧化膜和氮化膜。这种熔体表面化合物膜并不能有效阻止铅蒸汽向大气中的挥发。