[發(fā)明專利]替代熱處理鉛浴用含Ti和Ge的銻合金

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810330679.9
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108411152A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊長江
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C12/00
• 分類號: C22C12/00;C22C1/02;C21D1/56;C21D9/52
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本發(fā)明公開了替代熱處理鉛浴用含Ti和Ge的銻合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Ba:1.8?2.4wt.%,Ti:0.4?0.8wt.%,Ge:1.5?3.0wt.%,Y：0.5?1.0wt.%，Ce:0.2?0.4wt.%,Ni:1.0?2.0wt.%,余量為銻。采用該銻浴合金來替代鉛浴合金進(jìn)行熱處理,限制了鋼絲和空氣的接觸，防止了脫碳。和普通加熱方法比，提高了鋼絲表面的硬度，減少了裂紋形成和擴(kuò)展的可能性，改善了鋼絲的疲勞性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種銻浴合金。

背景技術(shù)

熱軋線材在拉拔過程中會產(chǎn)生較大的變形，進(jìn)而造成加工硬化，導(dǎo)致線材整體內(nèi)應(yīng)力不均勻，在后續(xù)深加工過程中出現(xiàn)斷裂，高強(qiáng)線材的均勻性是影響線材后續(xù)加工的關(guān)鍵因素，線材的強(qiáng)度越高，對其均勻性要求越高。制繩鋼絲是以熱軋盤條為原料經(jīng)過多道次拉拔而制成。在鋼絲拉拔過程中，為了消除其加工硬化，需要對鋼絲進(jìn)行韌化處理，使其轉(zhuǎn)變成有利于深度拉拔的細(xì)珠光體(索氏體)組織，即鋼絲的索氏體化處理。

制繩鋼絲傳統(tǒng)的索氏體化處理采用的是鉛浴等溫淬火工藝，此工藝自從問世因其生產(chǎn)穩(wěn)定，可以獲得優(yōu)良綜合力學(xué)性能和冷加工性能的索氏體而被廣泛運(yùn)用，成為幾乎無法超越的經(jīng)典工藝。鉛浴淬火是在等溫條件下獲得索氏體組織，故冷卻過程應(yīng)在鉛浴溫度下結(jié)束。當(dāng)鋼絲浸入熔融鉛浴中時(shí)，換熱僅發(fā)生在與鉛浴接觸的表面，主要以傳導(dǎo)和對流方式換熱，后者占主導(dǎo)作用。

鉛的熔點(diǎn)是327度，在400-500℃時(shí)即向空氣中散發(fā)大量鉛的蒸氣，并且隨著溫度的增高鉛蒸氣迅速地增長。鉛浴淬火溫度一般在500℃以上，因此會產(chǎn)生大量鉛蒸氣，由鉛鍋逸出的鉛蒸氣在空氣中迅速氧化，以氧化鉛的形態(tài)形成鉛煙塵凝集并彌漫于生產(chǎn)車問內(nèi)，從而造成工作環(huán)境的嚴(yán)重惡化。鉛是作用于全身各系統(tǒng)和器官的毒物，尤其是對神經(jīng)系統(tǒng)、造血、心血管和消化系統(tǒng)損害更大。輕度中毒或中毒早期機(jī)體的損害往往以功能性改變?yōu)橹?在嚴(yán)重中毒或中毒晚期，則可發(fā)生一系列器質(zhì)性甚至是不可逆性的病變，直至急、慢性死亡。如鉛中毒性腦病、周圍神經(jīng)麻痹等。

一直以來人們在不斷的探究代替鉛浴處理工藝的綠色新工藝。目前研究較多的是用水浴代替鉛浴對鋼絲進(jìn)行索氏體化處理。鋼絲水浴淬火就是通過在水溶液中加入添加劑，改變鋼絲、溶液、水蒸氣三者之間的表面張力，來改變鋼絲在水浴溶液中的冷卻速度，達(dá)到使鋼絲在水溶液中的冷卻曲線與鉛浴中的冷卻曲線相同或相似的目的。在20世紀(jì)70年代，國內(nèi)外對水浴淬火進(jìn)行了大量的科研和生產(chǎn)試驗(yàn)，并且一致認(rèn)為水浴熱處理是鋼絲繩生產(chǎn)工藝的一項(xiàng)重大技術(shù)革命，隨后在制品行業(yè)掀起了水浴淬火的熱潮，建起了以水代鉛的生產(chǎn)線。

到目前為止，雖然國外發(fā)達(dá)國家在鋼簾線和切割鋼絲等產(chǎn)品的生產(chǎn)方面已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)用水浴淬火代替鉛浴淬火的工藝，但是對于大多數(shù)的金屬線材制品，如電梯用鋼絲繩、港口碼頭起重用鋼絲繩，以及大量的鍍鋅鋼絲繩而言，仍然采用鉛浴淬火處理，水浴淬火處理技術(shù)并沒有實(shí)現(xiàn)突破并廣泛應(yīng)用。隨著鋼簾線行業(yè)的蓬勃發(fā)展，一些生產(chǎn)企業(yè)由原來的鉛浴淬火處理、流化床處理轉(zhuǎn)變?yōu)樗〈慊鹛幚恚矁H限于簾線用細(xì)小規(guī)格的鋼絲，但水浴淬火不能廣泛應(yīng)用于中粗規(guī)格的鋼絲。

目前針對鉛淬火進(jìn)行鉛污染防治的措施，主要以鉛鍋覆蓋劑法為主。也就是選用某種能夠?qū)︺U鍋起到一定封閉作用的材料，覆蓋于鉛液之上，以防止和控制鉛蒸氣超量逸出，從而達(dá)到鉛污染超標(biāo)治理的方法。使用鉛鍋覆蓋劑法進(jìn)行鉛污染防治的效果如何，關(guān)鍵取決于覆蓋劑的性能與特點(diǎn)。不同的鉛鍋覆蓋劑其效果也不盡相同。好的鉛鍋覆蓋劑不僅具有較好的鉛污染防治功能，而且能夠達(dá)到節(jié)能降耗，保證產(chǎn)品質(zhì)量的效果。因覆蓋劑密封效果不理想，使得鉛浴熱處理的應(yīng)用和推廣受到了很大的限制。鉛浴淬火在還不能被其他方式完全取代之前，以它自身的優(yōu)越性，仍將在較長時(shí)問內(nèi)存在。

具備極低鉛蒸氣壓的新型鉛合金有兩種方法，一種是加入合金元素通過熱力學(xué)的交互作用來降低鉛的活度，另一種是通過加入特定的合金元素來形成低熔點(diǎn)的氧化物和氮化物，從而將鉛浴和空氣隔絕開來。但是這兩種辦法都沒有從根本上消滅到熱處理過程中遇到的鉛污染問題。因而，開發(fā)無鉛屈氏體熱處理合金浴用合金是從根本上的解決辦法。