[發明專利]直徑≥φ175mm的重型釬桿熱處理工藝

有效

• 申請號: 202010289080.2
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN111394563B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 顧建中;顧婷婷
• 申請（專利權）人: 江陰吉中特殊鋼帶有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D1/18
• 代理公司: 江陰市永興專利事務所(普通合伙) 32240
• 代理人: 彭春艷

本發明公開了一種直徑≥φ175mm的重型釬桿熱處理工藝，包含如下步驟：（1）將釬桿加熱進行奧氏體化；（2）將經過步驟（1）處理的釬桿浸入溫度為75～100℃的熱水中進行淬火，待釬桿整體直接被淬火成淬火索氏體組織后將其取出；（3）將步驟（2）所得的釬桿進行冷卻，得到最終成品。本發明的熱處理工藝巧妙，一次性地將重型釬桿以熱水淬火的方式淬火成成品所需的淬火索氏體組織，生產效率很高，成本只是普通調質熱處理的50%，整體工藝更環保；所得的重型釬桿服役期比現有的通過調質熱處理的重型釬桿能提高75%以上，不但節約了釬桿使用成本，還節省了鋼材資源，尤其在目前重型釬桿每年幾乎以指數型增長的情況下，經濟效益和環境效益巨大。

技術領域

本發明屬于熱處理領域，尤其涉及一種用75～100℃的熱水把重型釬桿淬火成為淬火索氏體組織的直徑≥φ175mm的重型釬桿熱處理工藝。

背景技術

隨著采礦業、隧道開鑿、水利工程和城市基建等鑿巖工程量的加大，重型釬桿需求量呈指數式增長(2017年至2019年增長了十倍以上)。重型釬桿是主要指直徑≥φ195mm的釬桿，鋼種42CrMo，生產工藝為先鍛打車削成型，然后調質熱處理而成。

調整熱處理的目的是，根據重型釬桿的環境工況，要求釬桿：1).整體吸收沖擊功的能力較強，要求釬桿心部不易疲勞剝落型磨損；2).尾部因為被破碎錘撞擊，要求不易掉塊式剝落磨損。綜上所述，要求釬桿整體追求稍硬，要求釬桿心部和尾部(尾部凸出部分也是心部)相比整體而言偏軟。

索氏體組織中回火索氏體較好，能滿足耐磨損耐沖擊性等綜合指標，故一直以來的釬桿生產工藝中，都是使用回火索氏體，行業內也一直在對工件的生產過程進行最優的改進控制，追求工件獲得性能最好、質量最穩定的回火索氏體組織。大致生產工藝為，釬桿先鹽水淬火成馬氏體，再回火成為回火索氏體，尾部再經硝鹽第二次回火，變成稍軟的索氏體組織，以滿足釬桿的整體需求。

之所以使用鹽水淬火，是因為一般工件在水中淬火立即被蒸汽膜包圍，該現象又稱為“穩定膜沸騰”，蒸汽膜的導熱性極差，導致淬火工件形不成馬氏體。而人們發現鹽水中的食鹽受熱易在釬桿表面結晶，又容易立即爆裂引起破碎蒸汽膜，讓淬火順利進行，故鹽水淬火得到了行業的廣泛認可和推廣。

但是，即便如此，鋼材的淬透性仍是有限制的，即使用鹽水淬火的淬透半徑≤55mm，淬透小型釬桿沒有問題。但是，淬透重型釬桿時存在困難，對于這個問題，目前的各大廠家的做法是，要么使用購買的昂貴的淬火液(但也只能改善，淬透半徑依然≤75mm，仍然淬不透直徑≥φ195mm的重型釬桿)，工藝成本很高，導致生產商難以承受；要么依然使用傳統的生產小型釬桿時使用的工藝，雖然釬桿淬不透，但是也能使用，由于釬桿心部的組織的耐磨性很差，其實還是熱軋時形成的原始珠光體組織，故使用這種釬桿時，釬桿損耗較高，其比全部淬透釬桿的磨損速度快5～6倍，長期使用成本也較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種生產工藝簡潔、生產成本低、生產周期短、生產過程及其環保且成品適應性能好、使用壽命長的重型釬桿熱處理工藝。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

直徑≥φ175mm的重型釬桿熱處理工藝，包含如下步驟：

(1)將釬桿加熱進行奧氏體化；

(2)將經過步驟(1)處理的釬桿浸入溫度為75～100℃的熱水中進行淬火，待釬桿整體直接被淬火成淬火索氏體組織后將其取出；

(3)將步驟(2)所得的釬桿進行冷卻，得到最終成品。

本發明人是在本領域具有幾十年工作研究經驗的高級技術人員，之所以得到這個熱處理工藝，是發明人基于對大直徑鋼件淬透性的長期研究，再加上對蒸汽膜導熱性長期研究之后的反其道而行之的結果。

釬桿熱處理要成功有兩大關鍵要求：

一是允許工件冷卻時間的范圍越寬越容易成功。