[发明专利]水基可控气氛,玛钢件白芯化方法

说明书

本发明涉及一种白芯玛钢管件的退火方法，属于金属材料的热处理方法。

目前，在国外已有采用可控气氛退火生产白芯玛钢件的方法，它是在一座专用的连续退火炉中通入三种气体：氮气、水蒸气和空气，通过控制三种气体的参量，实现炉内气氛控制为：CO 24%、CO₂8%、O₂0.000001%、H₂13%、H₂O 4%、N₂51%。最高炉温为1050℃，保温时间为37.96小时，退火周期（从装炉至出炉）为58.4小时。这种方法的主要缺点是炉子结构复杂、体积庞大、造价高，退火周期长。需要向炉中输送三种气体，而且需要大量氮气。

本发明的目的是针对上述现有技术中的缺点，而提供一种采用罩式电炉的水基可控气氛玛钢件白芯化方法。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

退火是在罩式电炉中进行的，退火条件为保温温度1040-1060℃，保温时间22-26小时，退火周期38-42小时，在保温时间内向炉膛送软化水，通过控制水的流量，控制炉膛内的气氛为：CO 30-48%、CO₂4-15%、H₂35-58%、H₂O 2-8%、CmHn 0.2-0.4%、CH₂0.2-1.5%、O₂0.2-0.4%。通水管的管径为φ8-20mm，管内水压为0.1-0.2kg/cm²。炉内料垛的码料方式为中空型。炉膛内均温和气体搅动是靠码料方式和水的气化动能来实现的。

炉内气氛分析要求每小时采样一次，可以采用奥式气体分析仪进行分析，根据结果控制水流量的大小。

炉内气氛分析控制也可以采用微机控制系统。

本发明的优点是炉子结构简单、造价低、投资少。退火周期短。它只通过控制水流量来控制炉膛气氛，不需要外加氮气和其它气体。退火后机械性能符合GTW-40-05要求，退火后的玛钢件不氧化（金属），其塑料性和韧性都很好。

图1：为本发明所采用的退火炉结构示意图。

图中，1电炉罩，2炉台，3砂封槽，4进水管，5水箱，6排气管，7玛钢件料垛，8调节阀，9电阻带。

下面是本发明的一个实施例：

采用罩式电炉（铁铬铝电阻带，功率为380KW），炉膛内不设排风扇，料筐为一般耐热铸钢。通水管为不锈钢管。通水管管经为φ15mm，管内水压为0.15kg/cm²。

每炉装4分至2寸含碳量为3.54-3.12%的玛钢管件（白口铸铁）3250kg，炉温控制在1040-1060℃，保温时间为25小时，通过控制软水流量，使炉膛内气氛为CO 30-48%、CO₂4-15%、H₂35-58%、H₂O 2-8%。CmHn 0.2-0.4%、CH₂0.2-1.5%、O₂0.2-0.4%。退火后炉温冷却至700℃吊罩出炉。脱碳检验结果如下：每个玛钢件脱碳率均在90%以上，试样为φ15mm的试棒机械性能检验结果为：抗张强度均在450N/mm²以上，最高为565N/mm²，延伸率均大于4%，符合GTW-40-05标准要求。

试棒直径（mm）  抗张强度  延伸率

N/mm²

15  ≥420  ≥4%

12  ≥400  ≥4%

9  ≥360  ≥4%