[其他]鋼的中等磁場強(qiáng)度磁場熱處理工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85106726
• 申請日: 1985-09-04
• 公開（公告）號: CN85106726A
• 公開（公告）日: 1987-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許伯鈞;谷南駒;閻殿然
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工學(xué)院
• 主分類號: C21D1/04
• 分類號: C21D1/04
• 代理公司: 河北專利事務(wù)所
• 代理人: 趙小英

本發(fā)明屬于鋼的熱處理工藝方法，特別是高速鋼的熱處理工藝。

通常高速鋼的回火及鋼的等溫淬火。退火、冷處理和化學(xué)熱處理工序存在著生產(chǎn)周期長、耗能高、生產(chǎn)效率低等較難克服的弊病。高精密零件的冷處理工序所需的制冷設(shè)備在工廠中使用起來很煩瑣。通常，高速鋼的回火一般需要3——4次每次不少于1個小時，如果淬火后不能及時回火，會發(fā)生奧氏體的熱陳化穩(wěn)定現(xiàn)象，為了達(dá)到充分地回火還要進(jìn)一步增加回火次數(shù)和時間。鋼的等溫淬火、退火、冷處理、化學(xué)熱處理也和鋼的回火工序一樣，同樣存在著工時過長，耗能高的問題。

蘇聯(lián)1983年有一篇報(bào)運(yùn)道，采用電磁場熱處理可以顯著加速鋼中相變過程，從而使鋼的組織細(xì)化并使鋼的機(jī)械性能提高，可促進(jìn)高速鋼在熱處理過程中碳化物更加彌散析出以及殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變。蘇聯(lián)采用的是直流磁場，磁場強(qiáng)度高達(dá)1000千安培/米以上。如此高的強(qiáng)度目前還只是限于理論研究，未能在工業(yè)中應(yīng)用，因此在工業(yè)中沒有使用價值。

本發(fā)明目的就是要縮短鋼的熱處理工藝的生產(chǎn)周期，降低磁場強(qiáng)度使電磁場熱處理具有工業(yè)實(shí)用價值。取消高精密零件的冷處理工序，解決熱處理工藝過程耗能量高、生產(chǎn)效率低的問題。

發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：在套在熱處理爐罐外或爐子外壁的線圈上接一脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生頻率為30周-300千周的脈沖以及中等磁場強(qiáng)度的脈沖磁場，采用的磁場強(qiáng)度為1500-85000安培/米。

本發(fā)明因只需在熱處理爐罐外或爐子外壁加一個圈產(chǎn)生磁場，所以結(jié)構(gòu)簡單使用方便，而收到的效果可觀。

經(jīng)脈沖磁場熱處理后的高精密零件可取消冷處理工序來促進(jìn)合金鋼中的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，減少內(nèi)應(yīng)力，提高零件的尺寸穩(wěn)定性及質(zhì)量和壽命。利用脈沖磁場進(jìn)行化學(xué)熱處理可使?jié)B硼速度比常規(guī)速度提高26％，滲氮速度比常規(guī)滲氮速度提高。脈沖磁場熱處理可以加速等溫淬火的相變過程，大大縮短等溫淬火的時間。脈沖磁場回火比常規(guī)回火生產(chǎn)周期縮短1倍以上。脈沖磁場退火和常規(guī)熱處理后脈沖磁場冷處理其所用時間要比常規(guī)退火以及常規(guī)冷處理所需時間減少1倍，而且鋼的特性也有所提高。同時經(jīng)脈沖磁場熱處理后的彈簧以及高強(qiáng)鋼筋改善了“松馳”特性。鋼的硬度以及紅硬性、機(jī)械性能都有所提高。

以下將結(jié)合附圖對發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

圖1是常規(guī)回火和脈沖回火硬度曲線。

圖2是常規(guī)回火和脈沖回火紅硬性曲線。

圖3是常規(guī)800℃回火、3×1小時、40000×碳化物分布及形態(tài)。????

圖4是脈沖磁場800℃回火、2×45分鐘、40000×的碳化物分布及形態(tài)。

圖5是常規(guī)560℃、3×1小時回火掃描電鏡4000×

圖6是脈沖電磁場560℃、2×45分鐘回火掃描電鏡4000×

圖7是正常560℃、4×1小時、?500×斷口。

圖8是脈沖磁場560℃、2×45分鐘、500×斷口。

圖9是正常等溫淬火560℃回火、4×1小時、300×斷口。

圖10為脈沖磁場等溫淬火560℃回火、2×45分鐘、300×斷口。

我們選用工業(yè)用W6Mo5Cr?4V2高速鋼，加熱裝置選用高溫鹽浴爐或高溫箱式爐在高溫箱式爐加熱時試樣表面涂以高溫防氧化脫碳涂料。高速鋼的回火工藝在自制的外熱式硝鹽爐中進(jìn)行。脈沖熱處理爐子功率選用為4.5千瓦，脈沖磁場強(qiáng)度為1500-85000安培/米，脈沖頻率為30周-800千周，硝鹽成分為50％?NaNO3+50KNO3，淬火加熱工藝按標(biāo)準(zhǔn)工藝選用1220℃×2.5-4分鐘油冷或620℃分級冷卻，然后560℃回火。沖擊試樣選用10×10×55mm無缺口試樣，抗彎試樣為10×10×120mm。所有機(jī)械性能數(shù)據(jù)均取三件以上的平均值。殘余奧氏體測定采用x一線衍射儀并經(jīng)電解分離碳化物相分析結(jié)果修正。

參照圖1.W6Mo5Cr4V2鋼經(jīng)二次脈沖電磁場回火硬度曲線〔1〕在回火時間為45分鐘時出現(xiàn)極大值，比常規(guī)回火熱處理560℃、3×1小時的硬度曲線〔2〕的硬度提高了0.5HRc以上。脈沖電磁場大大加速了回火過程。

圖2中〔1〕為2×45分鐘脈沖磁場回火紅硬性曲線，〔2〕為3×1小時常規(guī)回火、W6Mo5Cr4V2高速鋼紅硬性曲線。圖中可見W6Mo5Cr4V2鋼經(jīng)脈沖磁場熱處理后比常規(guī)處理的紅硬性也提高了0.5-1HRC。這是由于脈沖電磁場促使碳化物的彌散析出。