一种钢带淬火工艺及所用的冷却介质制造技术

本发明专利技术公开了一种淬火工艺和冷却介质，尤其是一种弹簧钢带淬火工艺及所用的冷却介质。该淬火工艺的加工步骤为先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Ｖ↓［Ｃ］的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ｍｓ以上，冷却介质为液态锡、液态锌和液态铋，其中液态锡的重量百分比为８１．５～１００％，液态锌的重量百分比为０～１５％，液态铋的重量百分比为０～３．５％；对冷却后仍保持奥氏体状态的弹簧钢带进行弯曲；对弯曲后的弹簧钢带进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。本发明专利技术可实现弹簧钢带连续生产所必要的弯曲，同时保证钢带硬度，且所用冷却介质无污染、无腐蚀、导热性能佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种淬火工艺和冷却介质，尤其是一种弹簧钢带淬火工艺及所用 的冷却介质。技术背景弹簧钢带具有较高的弹性和耐磨性能，广泛用于汽车离合器、泥工工具、巻 帘门弹簧、鞋用铁片、纺织用针等产品，其一般为50弁、65Mn、 T8A等中高碳 碳钢或合金钢材质，需要通过淬火、回火的热处理工艺，才能得到硬度与韧性的 配合，从而具有高弹性和高耐磨性能。淬火回火的热处理工艺通常采用如图l所示的钢带连续式淬火回火设备，该 设备由淬火加热炉l、淬火冷却器2、回火加热炉3三部分组成。钢带A在耐热钢 管中，经过淬火加热炉1加热至860 92(TC，其组织由铁素体+珠光体组织转变成 奥氏体组织，再在淬火冷却器2的强制冷却下得到高硬度的马氏体组织，之后在 耐热钢管中经过420 52(TC的回火加热炉3处理，即可得到高弹性和高耐磨性能的 回火索氏体组织。目前，淬火冷却器2采用淬火压床，钢带A从淬火加热炉1出来后，直接进入 淬火压床进行冷却，得到马氏体组织。淬火压床由开槽并带孔的上下两块压板组 成，冷却介质一般为油。淬火后进入回火加热炉3进行回火处理，使钢带A具有 弹性和一定的硬度。生产过程中，淬火压床上下两块压板之间的距离、平行度、 油压的大小等对钢带淬火的变形有很大的影响。为了减小钢带的淬火变形，只能 通过手工随时对上述参数进行调整，导致淬火难以实现自动化。钢带淬火时，如图2所示，冷却速度必须大于临界冷却速度Vc，才能避免形 成珠光体等不需要的组织。当冷却温度低于马氏体转变温度Ms以下时，奥氏体 就转变为马氏体，得到马氏体组织。在此过程中，热处理变形主要由组织应力和 热应力产生，热应力是由高温冷却至马氏体转变温度Ms以下某温度时所致，组 织应力是由奥氏体向马氏体转变时产生。如果冷却过程中，首先以大于Vc的速 度冷却至马氏体转变温度Ms以下的某温度(如B点)，然后降低冷却速度，则既 可以获得马氏体，也可以减少变形，这就是双液淬火的原理。生产实践中，常采 用两种具有不同冷却能力的液体，如冷却速度快的水和冷却速度较慢的油。但是，由于钢带冷却时已经转变成为马氏体，因此此时钢带的硬度很高，很脆，当钢带 略有弯曲时，就会断裂，因此难以实现自动化生产所必须的弯曲。又由于钢带的马氏体转变温度Ms点一般在200 25(TC，因此要冷却速度大于 临界冷却速度Vc，并且冷却到马氏体转变温度Ms以上某温度，必须采用合适的 冷却介质。热处理中常用的快速冷却介质有水、油、低熔点熔盐，等温淬火时有 时也用液态金属。由于水溶液的沸点低，使用时温度一般在10(TC以内，而油的 闪点较低，即使高温用油，使用温度也只能在25(TC左右，仍满足不了上述工艺 要求。热处理技术中，还有两种液体可作为冷却介质，那就是熔融盐浴和液态金属。 这两种液体能够在12(TC 120(TC的宽范围内稳定使用。可满足前述工艺要求的熔 融盐浴组成是45 wtn/。的NaN02亚硝酸钠和55wt。/。的硝酸钾KN03，其熔点为 137°C，使用温度在15(TC 50(TC。但是熔融盐浴对设备有一定的腐蚀性，因此 更好的选择是低熔点且惰性、同时与钢铁不存在冶金等反应的液态金属，例如 Pb-Bi合金等。液态金属具有优异的导热能力，能够迅速将钢带温度冷却到与自 身温度相同，因此能够超过临界冷却速度Vc，从而避免不利的组织转变，但是 铅Pb会对环境造成严重的污染。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可实现弹簧钢带连续生产所必要的 弯曲，同时保证钢带硬度的钢带淬火工艺。本专利技术还提供了一种无污染、无腐蚀、 导热性能佳、可满足上述淬火工艺要求的冷却介质。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是该淬火工艺的加工步骤为先对弹 簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却 速度Ve的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上，冷却介质为液态锡、液态锌 和液态铋，其中液态锡的重量百分比为81. 5 100% ，液态锌的重量百分比为0 15%,液态铋的重量百分比为0 3.5%;对冷却后仍保持奥氏体状态的弹簧钢 带进行弯曲；对弯曲后的弹簧钢带进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。本专利技术所述的快速冷却方式为风冷。该淬火工艺所用的冷却介质采用液态锡、液态锌和液态铋，其中液态锡的重 量百分比为81.5 100%，液态锌的重量百分比为0 15%，液态铋的重量百分比为0 3. 5%。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果1、该淬火工艺采用由液态锡 为冷却介质，该冷却介质也可加入适量的锡和铋，该工艺将加热后呈奥氏体状态的钢带，以大于临界冷却速度Vc的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上的某温度，此时钢带组织仍然保持奥氏体状态，具有良好的塑性变形能力，对钢带 进行弯曲，然后再通过进一步的快速冷却，将钢带转变为马氏体组织，从而实现了钢带连续生产所必要的弯曲，又保证了钢带的硬度；2、上述工艺所用的冷却 介质采用液态锡，为降低成本，可在锡液中加入适量的锌，又为了降低熔体的熔 点，提高熔体的粘度，还可以进一步加入适量的铋，锡的熔点为232'C，可满足 钢带以大于临界冷却速度Vc的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上的某温 度，且无污染、无腐蚀。 附图说明图1为热处理工艺中所用设备的示意图。图2为共析碳钢的C曲线图。具体实施方式实施例1:本实施例的淬火工艺步骤为-(1) 先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；(2) 将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Ve的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上(如图2中的C点)，冷却介质为重量百分比100%的液态锡；(3) 冷却后的弹簧钢带仍然保持奥氏体状态，对弹簧钢带进行弯曲；(4) 将弯曲后的弹簧钢带进行用风冷的方式进行快速冷却，使其转变为马 氏体组织。本实施例中的冷却介质采用重量百分比为100%的液态锡。实施例2:本实施例的淬火工艺步骤为(1) 先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；(2) 将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度W的冷却速度冷却至马氏体 转变温度Ms以上(如图2中的C点)，冷却介质为重量百分比为85%的液态锡、重量百分比为12%的液态锌，重量百分比为3%的液态铋；(3) 冷却后的弹簧钢带仍然保持奥氏体状态，对弹簧钢带进行弯曲；(4) 将弯曲后的弹簧钢带进行用风冷的方式进行快速冷却，使其转变为马 氏体组织。本实施例中的冷却介质采用重量百分比为85%的液态锡、重量百分比为12 %的液态锌，重量百分比为3%的液态铋。 实施例3:本实施例的淬火工艺步骤为(1) 先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；(2) 将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Ve的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ms以上(如图2中的C点)，冷却介质为重量百分比为90%的液态锡、重量百分比为10%的液态锌；(3) 冷却后的弹簧钢带仍然保持奥氏体状态，对弹簧钢带进行弯曲；(4) 将弯曲后的弹簧钢带进行用风冷的方式进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。本实施例中的冷却介质采用重量百分比为90%的液态锡、重量百分比为10 %的液态锌。权利要求1. 一种钢带淬火工艺，其特征是该工艺的加工步骤为(1)先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；(2)将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢带淬火工艺，其特征是：该工艺的加工步骤为：（１）先对弹簧钢带进行加热，使其转变为奥氏体组织；（２）将加热后的弹簧钢带以大于临界冷却速度Ｖ↓［Ｃ］的冷却速度冷却至马氏体转变温度Ｍｓ以上，冷却介质为液态锡、液态锌和液态铋，其中液态锡的重量百分比为８１．５～１００％，液态锌的重量百分比为０～１５％，液态铋的重量百分比为０～３．５％；（３）对冷却后仍保持奥氏体状态的弹簧钢带进行弯曲；（４）对弯曲后的弹簧钢带进行快速冷却，使其转变为马氏体组织。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李益明，
申请(专利权)人：浙江佰耐钢带有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]