[發(fā)明專利]風力發(fā)電大規(guī)格高強度螺栓用水溶性淬火介質(zhì)的控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110051474.5
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102653819A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張德利;鐘盛鋼;張寶根;吳鑫瑋;高秀者;王立成
• 申請（專利權(quán)）人: 上海申光高強度螺栓有限公司
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D1/60
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種淬火介質(zhì)，尤其涉及一種淬火介質(zhì)的控制方法。

背景技術(shù)

風力發(fā)電大規(guī)格(M42～M64)高強度螺栓要求淬火后獲得90％以上的馬氏體，淬火后硬度≥HRC48。國內(nèi)不少工廠用機械油作為淬火介質(zhì)，對中小型合金鋼零件，可達到一定的淬火目的。但對于大規(guī)格合金鋼件，淬火油中淬火后表面硬度很低，在某種意義上只是細化組織而已，根本達不到該鋼的應有硬度，而且淬不透，根本原因是油的冷卻能力小。同時使用油淬火的損耗大，產(chǎn)生煙霧，污染環(huán)境，甚至有著火危險，造成不必要的損失。而用水淬火，冷卻能力又太強，會導致畸變過大甚至開裂。

選用水溶性淬火介質(zhì)，通過對濃度、溫度和攪拌程度的控制，可以得到從水到油不同的冷卻能力。水溶性淬火介質(zhì)在水中的濃度越低，冷卻速度就越快，所以控制水溶性淬火介質(zhì)在水中的濃度，可滿足碳鋼(小型件)，低碳鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼如20Cr、20CrMo、20CrMnTi，中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼如40Cr、42CrMo、30CrMo、35CrMo等鋼件的淬火冷卻，以及高合金鋼如1Cr13、2Cr13的淬火冷卻。在水中加入適當?shù)拇慊鸾橘|(zhì)其冷卻速度是淬火油的2～2.5倍，鋼的表面硬度和硬化深度要比油淬大得多，鋼的內(nèi)部組織也比油淬細化得多。

水溶性淬火介質(zhì)為高分子聚合物，與水相互溶解，溶解性很高，在水中溶解后的溶液，性質(zhì)穩(wěn)定，不會變質(zhì)老化，不會發(fā)生沉淀，淬火冷卻時無味，無煙氣，淬火工作場地潔凈，淬火后工件不生銹，回火時無煙氣產(chǎn)生，工作環(huán)境得到很大的改善。目前，水溶性淬火介質(zhì)的應用很廣泛，涉及容器制造，石油機械及機車制造等的熱處理。

配好后的水溶性淬火介質(zhì)的成本為淬火油的四分之一甚至更少，損耗也比淬火油少的多。零件淬火加熱溫度，通常比油淬溫度低10～30℃。水溶性淬火介質(zhì)的最大優(yōu)點是淬火效果比淬火油好，成本低廉，經(jīng)久耐用，環(huán)境整潔，深受工廠和工人操作者的歡迎。

雖然水溶性淬火介質(zhì)具有很多優(yōu)點，但是其對濃度比較敏感，使用濃度范圍窄，通常為±1％，要求經(jīng)常地檢測工作液的濃度，并且定期校對濃度系數(shù)。采用手持糖度折光儀測定工作液的百分比濃度，但工作液受到污染后，測試到的濃度比實際濃度要高，濃度系數(shù)必須向小的方向修正，要用運動粘度的方法加以修正，或者用冷卻性能測試方法加以修正，比較繁瑣。隨著使用時間的延長，工件帶走一部分淬火介質(zhì)，介質(zhì)中的水分也會蒸發(fā)一部分，這樣如何控制水溶性淬火介質(zhì)的濃度，使其保持在規(guī)定的使用范圍內(nèi)就成為一個難題。

針對這一問題，通常解決的辦法是定期補充母液和水，使介質(zhì)濃度控制在一定的濃度范圍內(nèi)，這樣短時間內(nèi)是可控的。時間比較長時，水溶性淬火介質(zhì)高分子鏈的分解和雜質(zhì)的引入，都會影響淬火介質(zhì)的真實濃度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種風力發(fā)電大規(guī)格高強度螺栓用水溶性淬火介質(zhì)的控制方法，旨在解決上述的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下步驟實現(xiàn)的：

定期測量水溶性淬火介質(zhì)的冷卻速度；

控制水溶性淬火介質(zhì)的高溫冷卻速度V_max在120～180℃/S范圍內(nèi)，300℃時的冷卻速度V₃₀₀在40～90℃/S范圍內(nèi)；

根據(jù)測量結(jié)果配制需要補充的新液。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：保證了風力發(fā)電大規(guī)格(M42～M64)高強度螺栓的淬火質(zhì)量。

附圖說明

圖1是水溶性淬火介質(zhì)冷卻性能曲線圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述：

本發(fā)明是通過以下步驟實現(xiàn)的：

定期測量水溶性淬火介質(zhì)的冷卻速度；

控制水溶性淬火介質(zhì)的高溫冷卻速度V_max在120～180℃/S范圍內(nèi)，300℃時的冷卻速度V₃₀₀在40～90℃/S范圍內(nèi)；

根據(jù)測量結(jié)果配制需要補充的新液。

在新配水溶性淬火介質(zhì)時采用糖度計測量濃度，使用以后，就采用KHR便攜式冷卻介質(zhì)性能檢測儀測量其冷卻速度，通過控制冷卻速度來保證淬火質(zhì)量，這樣如何控制淬火介質(zhì)的冷卻速度就成為關(guān)鍵。

本發(fā)明的控制方法是定期測量水溶性淬火介質(zhì)的冷卻速度，然后根據(jù)測量結(jié)果配制需要補充的新液，控制水溶性淬火介質(zhì)的高溫冷卻速度V_max在120～180℃/S范圍內(nèi)，300℃時的冷卻速度V₃₀₀在40～90℃/S范圍內(nèi)，其冷卻性能曲線如圖1所示，螺栓規(guī)格越大，淬火介質(zhì)的冷卻速度應該越快。補充新液的方法是：在淬火槽旁邊準備一個專用的容量為2000m³的標有刻度的容器，容器底側(cè)設(shè)置一個可控開關(guān)。先將欲配制的新液在專用的容器內(nèi)配好，攪拌均勻，然后以一定的速度通過可控開關(guān)加入到淬火介質(zhì)槽的出口處，這樣再配合淬火槽內(nèi)的攪拌器就可以保證淬火介質(zhì)濃度的整體均勻一致，避免了淬火質(zhì)量的波動，從而保證了風力發(fā)電大規(guī)格(M42～M64)高強度螺栓的淬火質(zhì)量。