[发明专利]一种箱式天然气球化退火工艺

说明书

本发明提供一种箱式天然气球化退火工艺，该箱式天然气球化退火工艺包括以下步骤：(1)将工件置于真空退火炉中，并抽真空至1atm；(2)通入高纯氮气作为载气，将所述退火炉复压，对炉内进行第一阶段升温，再抽真空，并进行第一次保温，(3)第一次保温完成后，对炉内温度进行第二阶段升温，并进行第二次保温；(4)第二次保温完成后，对炉内温度进行第三阶段升温，并进行第三次保温；(5)第三次保温完成后，带罩缓冷2小时后，换冷却罩风冷至290℃～310℃，最后放水进行水冷至80℃，水冷以2.2‑2.3℃/s的冷却速率；(6)从真空退火炉中取出退火后的工件，炉外空冷至室温。

技术领域

本发明涉及工件热处理技术领域，尤其涉及一种箱式天然气球化退火工艺。

背景技术

为了使工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和成型工艺外，热处理工艺往往是必不可少的，它不仅改变工件的外形，通过热处理能充分发挥工件的潜力，并赋予工件所需的各种特殊性能，达到提高工件质量，延长使用寿命，确保机器运行安全可靠的目的。而球化退火的加热温度是影响球化程度完全与否的关键因素。加热温度选择合适，既能保证片状珠光体消失，又能保留一部分未完全溶于奥氏体的碳化物，作为球化核心，最终形成较粗大的颗粒状碳化物的正常球化组织。奥氏体化温度很高时，碳化物全部溶解并均匀化，冷却后总是得到片状珠光体，冷却速度直接影响着碳化物颗粒的大小和均匀性。冷却太快，碳化物颗粒太细，并没有形成片状碳化物的可能，使硬度偏高。冷却过慢时碳化物颗粒又过于粗大。

所以对待工件进行退火处理最关键的部分在于对真空退火炉内温度及温度升降速率的控制。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种箱式天然气球化退火工艺，通过精确的退火温度和时长控制，能够有效提高工件的综合机械性能。

为达上述目的，本发明提供一种箱式天然气球化退火工艺，该箱式天然气球化退火工艺包括以下步骤：

(1)将工件置于真空退火炉中，并抽真空至1atm；

(2)通入高纯氮气作为载气，将所述退火炉复压，对炉内进行第一阶段升温，温度升至430℃～450℃，再抽真空至4×102mba真空度，并于430℃～450℃的温度下进行第一次保温，保温时间为4～5小时；

(3)第一次保温完成后，对炉内温度进行第二阶段升温，温度从430℃～450℃升至600℃～620℃，并于600℃～620℃的温度下进行第二次保温，保温时间为2～3小时；

(4)第二次保温完成后，对炉内温度进行第三阶段升温，温度从600℃～620℃升至700℃～720℃，并在700℃～720℃的温度下进行第三次保温，保温时间为18～20 小时；

(5)第三次保温完成后，带罩缓冷2小时后，换冷却罩风冷至290℃～310℃，最后放水进行水冷至80℃，水冷以2.2-2.3℃/s的冷却速率；

(6)从真空退火炉中取出退火后的工件，炉外空冷至室温。

进一步的，步骤(1)中，所述高纯氮气为体积百分数≥99.99％的氮气。

进一步的，冷却时采用冷却风管和风机。

进一步的，步骤(5)中，风冷时间为7-8小时。

与现有技术相比，本发明采用阶梯式升温方法，通过严格的工艺参数控制，能够得到较好的强度、塑形等机械性能，而且本发明球化后的工件表面光亮，无碳化脱碳，珠光体球化率大于等于99.5％。另外，该工艺简单易行，生产效率高。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述得到进一步的了解。

具体实施方式

本发明提供一种箱式天然气球化退火工艺，该箱式天然气球化退火工艺包括以下步骤：