一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法技术

本发明专利技术的一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法，属于锻件热处理技术领域，本发明专利技术作为表面感应淬火设备生产能力不足时的替代工艺方法，可以在保证产品质量的前提下，控制生产周期和节约制造成本，防止了传统余热淬火工艺中容易出现晶粒粗大、组织硬度不均匀、淬火变形大、淬火开裂倾向大等工艺缺陷，这样则提高了工艺质量，降低了热处理不良率；可防止锻造工艺不稳定对余热淬火工艺参数(如淬火温度)的冲击，确保锻件淬火前温度一致，淬火时间间隔一致，提升了热处理工艺质量和稳定性；通过控制锻件淬火时间，使得出水后锻件温度较高，能防止开裂，本发明专利技术采用的淬火液有效克服了环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚物易受污染、易变质失效等缺陷。易变质失效等缺陷。易变质失效等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法


[0001]本专利技术涉及锻件热处理
，具体讲是一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法。

技术介绍

[0002]许多机械零件在扭转、弯曲等交变负荷、冲击负荷作用下工作，其表面层承受着比心部高的应力，在摩擦的场合，表面层还不断被磨损，因此，对锻件表面层提出了强化的要求，即表面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限，锻件表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺，通常使表面具有高硬度和耐磨性，而心部仍保持足够的塑性和韧性。生产上先选用一定成分的钢，保证心部力学性能指标满足要求，然后应用表面热处理方法强化表面层，使之达到性能要求。表面热处理分为表面淬火和表面化学热处理两大类。
[0003]现有技术中还存在以下不足之处：
[0004](1)在对大型轴锻件进行淬火时，如果淬火液选择的不合适，易出现淬火后硬度不足、内部组织形态不均匀、发生淬火开裂的情况。
[0005](2)此外，还存在着工艺不稳定、锻件的工艺质量差异大、不良率较高等缺点。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法，以解决上述
技术介绍
中提出在对大型轴锻件进行淬火时，如果淬火液选择的不合适，易出现淬火后硬度不足、内部组织形态不均匀、发生淬火开裂的情况，此外，还存在着工艺不稳定、锻件的工艺质量差异大、不良率较高等缺点的问题。
[0007]本专利技术的技术方案是：包括以下步骤：
[0008]步骤一、进行锻件控温曲线设计和确定；
[0009]步骤二、制备淬火液；
[0010]步骤三、工件预热，在装炉前工件表面敷热电偶，冷装预热炉，随炉升温至850度以上，然后保温2
‑
3H；
[0011]步骤四、预热结束后，将工件吊转至另一已经升温至预定温度的热处理炉继续加热；
[0012]步骤五、翻炉至热处理炉后，控制工件表面偶温快速升温至淬火温度，略作保温处理，使得工件表面奥氏体化；
[0013]步骤六、保温结束后的大型轴锻件浸入步骤一中制备的淬火液中淬火；
[0014]步骤七、进行锻件入水前的转运时间间隔设计和确定：为保证锻件淬火前温度一致，锻件从淬火炉出炉到入淬火槽淬火时间控制在30秒；
[0015]步骤八、当步骤六中大型轴锻件的温度降至80
‑
100℃时将其从淬火液中取出；
[0016]步骤九、工件吊出，迅速转移至淬火槽冷却；
[0017]步骤十、工件在喷水结束后装炉进行回火处理,升温至620～670℃，进行回火保温处理，保温时间为30～35小时；
[0018]步骤十一、炉冷降温至400℃以下，然后将工件取出在空气中自然冷却。
[0019]进一步的，所述步骤四中，所述热处理炉的预定温度高于工件的淬火温度。
[0020]进一步的，所述步骤十中，所述回火温度低于工件调质时的回火温度。
[0021]进一步的，所述步骤二中，制备淬火液的步骤为：
[0022]A、按质量份数称取4
‑
6份的聚丙烯
‑
甲基丙烯酸聚合物和4
‑
6份的聚丙烯酰胺在28
‑
35℃条件下加入带有搅拌装置的调和釜中搅拌均匀，得到聚丙烯
‑
甲基丙烯酸聚合物与聚丙烯酰胺的固态混合物；
[0023]B、将步骤A中的调和釜加热至55
‑
70℃，然后按质量份数称取2
‑
5份水加入调和釜中搅拌30min后冷却至30
‑
40℃，然后加入1
‑
3份分散剂混合均匀得到淬火液A液；
[0024]C、按质量份数称取2
‑
4份环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚物、2
‑
4份聚酰胺聚乙二醇和1
‑
3份水加热至30
‑
40℃混合均匀，然后加入1
‑
3份分散剂混合均匀得到淬火液B液；
[0025]D、将步骤C中得到的淬火液B液滴加入步骤B中的调和釜中与A液混合均匀，同时加入0.5
‑
0.6份消泡剂；
[0026]E、搅拌0.5
‑
1h后冷却至室温静置1
‑
2h，得到专用淬火液。
[0027]进一步的，所述步骤三中，升温速率为小于或等于70℃/h。
[0028]进一步的，所述淬火液温度控制在30～50℃。
[0029]进一步的，所述步骤十中，水的温度控制在20～35
°
。
[0030]进一步的，所述步骤十中，回火炉的升温速率为小于或等于100℃/h。
[0031]进一步的，所述步骤十一中，炉冷降温的速率为小于或等于50℃/h。
[0032]本专利技术通过改进在此提供一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
[0033]本专利技术可作为表面感应淬火设备生产能力不足时的替代工艺方法，可以在保证产品质量的前提下，控制生产周期和节约制造成本，防止了传统余热淬火工艺中容易出现晶粒粗大、组织硬度不均匀、淬火变形大、淬火开裂倾向大等工艺缺陷，这样则提高了工艺质量，降低了热处理不良率；可防止锻造工艺不稳定对余热淬火工艺参数(如淬火温度)的冲击，确保锻件淬火前温度一致，淬火时间间隔一致，提升了热处理工艺质量和稳定性；通过控制锻件淬火时间，使得出水后锻件温度较高，能防止开裂，本专利技术采用的淬火液有效克服了环氧乙烷和环氧丙烷无规共聚物易受污染、易变质失效等缺陷，改变了传统双液、三液淬火工艺，能够有效避免大型轴锻件淬火开裂，淬火效果好，分散性好，耐储存不易变质，在避光条件储存2
‑
3年，淬火液不团聚，仍具有优异的淬火性能，本专利技术减少了轴锻件的重复热处理，避免电力、天然气、人工等资源的浪费，降低了轴锻件的生产成本。
附图说明
[0034]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步解释:
[0035]图1为本专利技术一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法流程示意图；
具体实施方式
[0036]下面将结合附图对本专利技术进行详细说明，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]本专利技术通过改进在此提供一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法，如图所示，包括以下步骤：
[0038]步骤一、进行锻件控温曲线设计和确定；
[0039]步骤二、制备淬火液；
[0040]步骤三、工件预热，在装炉前工件表面敷热电偶，冷装预热炉，随炉升温至850度以上，然后保温2
‑
3H；
[0041]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、进行锻件控温曲线设计和确定；步骤二、制备淬火液；步骤三、工件预热，在装炉前工件表面敷热电偶，冷装预热炉，随炉升温至850度以上，然后保温2
‑
3H；步骤四、预热结束后，将工件吊转至另一已经升温至预定温度的热处理炉继续加热；步骤五、翻炉至热处理炉后，控制工件表面偶温快速升温至淬火温度，略作保温处理，使得工件表面奥氏体化；步骤六、保温结束后的大型轴锻件浸入步骤一中制备的淬火液中淬火；步骤七、进行锻件入水前的转运时间间隔设计和确定：为保证锻件淬火前温度一致，锻件从淬火炉出炉到入淬火槽淬火时间控制在30秒；步骤八、当步骤六中大型轴锻件的温度降至80
‑
100℃时将其从淬火液中取出；步骤九、工件吊出，迅速转移至淬火槽冷却；步骤十、工件在喷水结束后装炉进行回火处理,升温至620～670℃，进行回火保温处理，保温时间为30～35小时；步骤十一、炉冷降温至400℃以下，然后将工件取出在空气中自然冷却。2.根据权利要求1所述的一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法，其特征在于：所述步骤四中，所述热处理炉的预定温度高于工件的淬火温度。3.根据权利要求1所述的一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法，其特征在于：所述步骤十中，所述回火温度低于工件调质时的回火温度。4.根据权利要求1所述的一种低裂纹的大型油气设备专用锻件热处理方法，其特征在于：所述步骤二中，制备淬火液的步骤为：A、按质量份数称取4
‑
6份的聚丙烯
‑
甲基丙烯酸聚合物和4
‑
6份的聚丙烯酰胺在28
‑
35℃条件下加入带有搅拌装置的调和釜中搅拌均匀，得到聚丙烯
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【专利技术属性】
技术研发人员：周士宏，柏茂冬，
申请(专利权)人：盐城天龙锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：