Фонова технология:
Високоякостни крепежни елементиизискват закаляване и отпускане съгласно техническите изисквания.Термична обработка, закаляване и отпусканее да се подобрят комплексните механични свойства на крепежните елементи, за да се отговори на определената якост на опън и съотношение на провлачване на продуктите. Процесът на термична обработка има решаващо влияние върху вътрешното качество на високоякостните крепежни елементи, особено върху тяхното вътрешно качество. По време на процеса на термична обработка чрез закаляване и отпускане, обикновено отвън в пещта се подава известно количество окислителен газ. Оксидиращият газ ще реагира с болта, причинявайки обезвъглеродяване на повърхността му. Поради различната повърхностна и вътрешна структура, той има различни коефициенти на разширение. По време на закаляването могат да се появят повърхностни пукнатини, което намалява качеството на продукта. Традиционният процес на термична обработка включва директно поставяне на болтове в закалителната пещ за високотемпературно закаляване. По време на процеса на закаляване и отпускане са склонни да възникнат проблеми като недостатъчна твърдост в закалено състояние, неравномерна твърдост в закалено състояние, прекомерна деформация от закаляване и напукване от закаляване. С оглед на това е необходимо да се направят подобрения в традиционния процес на термична обработка.
Елементи на техническото изпълнение:
За да се справят с недостатъците на съществуващата технология, целта на настоящото изобретение е да осигури процес на термична обработка на болтове с по-добър закалъчен ефект, подобрено качество на продукта и удължен експлоатационен живот на продукта.
За да се постигнат горепосочените цели, настоящото изобретение използва следното техническо решение:
Процесът на термична обработка на болтове включва следните стъпки:
S1. Дефосфоризация;
S2. Предварителна обработка: Поставете продукта в пещ за предварително нагряване и непрекъснато впръсквайте високотемпературен азотен газ в нея. След предварително нагряване в продължение на 2,5 до 3 часа, извадете го и го поставете в пещ за карбуризация за обработка с карбуризация;
S3. Закаляване: Поставете продукта в закалителна пещ и непрекъснато инжектирайте азот в нея. След инжектиране на азот в продължение на 30-40 минути, бавно повишете температурата на закалителната пещ до 460-500 ℃ и я поддържайте за 15-20 минути, преди да продължите с първия етап на закаляване; бавно повишете температурата на закалителната пещ до 550~700 ℃ и я поддържайте за 20~35 минути, преди да продължите с втория етап на закаляване; бавно повишете температурата на закалителната пещ до 750-850 ℃ и я поддържайте за 30-45 минути, преди да продължите с третия етап на закаляване;
S4. Охлаждане с масло: Извадете закаления продукт и го поставете в първия резервоар за закалително масло за охлаждане на маслото, като разбърквате на всеки 15 минути и го държите така 20-30 минути; След изваждане го поставете във втория резервоар за закалително масло за охлаждане на маслото, като разбърквате на всеки 15 минути, докато температурата на продукта падне до 100 ℃;
S5. Отстраняване на масло: Извадете охладения продукт и го оставете да престои 35-45 минути, след което издухайте охлаждащото масло от повърхността на продукта със студен въздух;
S6. Отпускане: Поставете обезмасления продукт в пещ за отпускане за отпускане, регулирайте температурата на отпускане на 110~180 ℃ и времето за отпускане на 1,5~3 часа. Извършете първия етап на отпускане; Повишете температурата до 370-410 ℃ и отпускайте за 3-6 часа, преди да продължите с втория етап на отпускане; След отпускането, охладете продукта на въздух до стайна температура.
За предпочитане, в стъпка s1 по-горе, почистващият разтвор се състои от следните компоненти по маса: 20-36 части бутилацетат, 10-13 части полигликолова киселина, 16-20 части аминооцетна киселина, 13-22 части етилакрилат, 5-9 части триетаноламинова сол на олеинова киселина, 3-16 части етаноламин и 18-26 части вода, които могат ефективно да премахнат маслените петна по повърхността на продукта и да не повлияят на ефекта на закаляване.
По-предпочитано е гореспоменатият резервоар за дефосфоризация да е снабден с разтвор за дефосфоризация, който избира разтвор на калиев хидроксид с концентрация 2,2-6,5 g/l или разтвор на натриев хидроксид с концентрация 2,8-6,9 g/l.
По-предпочитано, в гореспоменатата стъпка s2, високотемпературният азотен газ, въведен в пещта за предварително нагряване, е азотният газ в пещта за закаляване в стъпка s3, с дебит от 2,5-3,5 л/ч. Чрез предварително нагряване на продукта, почистващият разтвор по повърхността му може да се изсуши и внезапното повишаване на температурата в пещта за закаляване може да избегне повлияване на качеството на продукта.
Освен това, за предпочитане, в стъпка s3 по-горе, дебитът на азота е 4-5 л/ч, което може да отстрани въздуха от пещта за предварително нагряване, да избегне окислителната реакция между кислорода и продукта и да избегне обезвъглеродяването, което може да причини повреда на резбовите крепежни елементи и да съкрати експлоатационния живот на продукта.
По-конкретно, в стъпка s3 по-горе, скоростта на нагряване на закалителната пещ по време на периода на нагряване до 460-500 ℃ е 30-40 ℃/мин, скоростта на нагряване по време на периода на нагряване до 550-700 ℃ е 50-60 ℃/мин, а скоростта на нагряване по време на периода на нагряване до 750-850 ℃ е 70-90 ℃/мин. Етапното нагряване и закаляване може да подобри закалителния ефект на продукта и да подобри качеството му.
За предпочитане, в стъпка s4, температурата на закалителното масло в първия резервоар за закалително масло е 250-300 ℃, а температурата на закалителното масло във втория резервоар за закалително масло е 50-70 ℃.
По-за предпочитане, в стъпка s5 по-горе, температурата на студения въздух е 30-35 ℃, а скоростта на вятъра е 20-25 m/s.
Предимствата на настоящото изобретение са, че процесът на термична обработка на болта е прост, лесен за работа и има добър закалъчен ефект. Чрез предварително нагряване на продукта, почистващият разтвор върху повърхността му може да се изсуши и внезапното повишаване на температурата в закалителната пещ може да избегне повлияване на качеството на продукта; Високотемпературният азот, използван в закалителната пещ, идва от закалителната пещ, елиминирайки нагревателното устройство в нея, което може да спести консумация на енергия и да намали производствените разходи; Впръскването на азот в закалителните пещи и пещите може да отстрани въздуха вътре, избягвайки окислителни реакции между кислорода и продукта, като по този начин се избягва обезвъглеродяването и причиняването на повреда на резбовите крепежни елементи и се удължава експлоатационният живот на продукта; Поетапното нагряване и закаляване може да подобри закалителния ефект на продукта и да подобри неговото качество; Поетапното охлаждане с масло може ефективно да охлажда високотемпературни продукти, без да уврежда качеството им.
Специфичен метод за изпълнение
Следва специфично въведение в настоящото изобретение във връзка със специфични варианти на изпълнение.
Пример 1
Процесът на термична обработка на болтове включва следните стъпки:
S1. Дефосфоризация;
Почистващият разтвор се състои от следните компоненти по маса: 20 части бутилацетат, 10 части полигликолова киселина, 16 части аминооцетна киселина, 13 части етилакрилат, 5 части триетаноламинова сол на олеинова киселина, 3 части етаноламин и 18 части вода; Резервоарът за дефосфоризация е оборудван с разтвор за дефосфоризация, който използва разтвор на калиев хидроксид с концентрация 2,2 g/l;
S2. Предварителна обработка: Поставете продукта в пещ за предварително нагряване и непрекъснато впръсквайте високотемпературен азотен газ в нея. След 2,5 часа предварително нагряване, извадете го и го поставете в пещ за карбуризация за обработка с карбуризация;
S3. Закаляване: Поставете продукта в закалителната пещ и непрекъснато инжектирайте азотен газ в нея. Дебитът на азотния газ е 4 л/ч и след инжектиране на азотен газ в продължение на 30 минути, бавно увеличете температурата на закалителната пещ до 460 ℃, със скорост на нагряване 30 ℃/мин, и я поддържайте 15 минути, преди да продължите с първия етап на закаляване; бавно увеличете температурата на закалителната пещ до 550 ℃, със скорост на нагряване 50 ℃/мин, и я поддържайте 20 минути, преди да продължите с втория етап на закаляване; бавно увеличете температурата на закалителната пещ до 750 ℃, със скорост на нагряване 70 ℃/мин, и я поддържайте 30 минути, преди да продължите с третия етап на закаляване;
S4. Охлаждане с масло: Извадете закаления продукт и го поставете в първия резервоар за закалително масло за охлаждане на маслото. Температурата на закалителното масло е 250 ℃ и се разбърква на всеки 15 минути в продължение на 20 минути; След изваждане, поставете го във втория резервоар за закалително масло за охлаждане на маслото, като температурата на закалителното масло е 50 ℃ и се разбърква на всеки 15 минути, докато температурата на продукта падне до 100 ℃;
S5. Отстраняване на масло: Извадете охладения продукт и го оставете да престои 35 минути. Издухайте закалителното масло от повърхността на продукта със студен въздух при температура 30 ℃ и скорост на вятъра 20 m/s;
S6. Отпускане: Поставете обезмасления продукт в пещ за отпускане за отпускане, регулирайте температурата на отпускане на 110 ℃ и времето за отпускане на 1,5 часа. Извършете първия етап на отпускане; Повишете температурата до 370 ℃, отпускайте за 3 часа и продължете с втория етап на отпускане; След отпускането, охладете продукта на въздух до стайна температура.
Високотемпературният азотен газ, въведен в пещта за предварително нагряване в стъпка s2 от това изпълнение, е азотният газ от пещта за закаляване в стъпка s3, а дебитът на високотемпературния азотен газ е 2,5 л/ч.
Пример 2
Етапите на процеса в това изпълнение са същите като тези в Пример 1, с изключение на специфичните условия на процеса, които включват следните стъпки:
S1. Дефосфоризация: поставете продукта в почистващата машина и изсипете почистващия разтвор, докато продуктът се потопи напълно в него. Настройте температурата на почистване на 50 ℃ и разбърквайте на всеки 15 минути. След 3 часа почистване, извадете продукта и го поставете в резервоара за дефосфоризация за дефосфоризация;
Почистващият разтвор се състои от следните компоненти по маса: 36 части бутилацетат, 13 части полигликолова киселина, 20 части аминооцетна киселина, 22 части етилакрилат, 9 части триетаноламинова сол на олеинова киселина, 16 части етаноламин и 26 части вода; Резервоарът за дефосфоризация е оборудван с разтвор за дефосфоризация, който е избран като разтвор на калиев хидроксид с концентрация 6,5 g/l или разтвор на натриев хидроксид с концентрация 6,9 g/l;
S2. Предварителна обработка: Поставете продукта в пещ за предварително нагряване и непрекъснато впръсквайте високотемпературен азотен газ в нея. След 3-часово предварително нагряване, извадете го и го поставете в пещ за карбуризация за обработка с карбуризация;
S3. Закаляване: Поставете продукта в закалителната пещ и непрекъснато инжектирайте азотен газ в нея. Дебитът на азотния газ е 5 л/ч и след инжектиране на азотен газ в продължение на 40 минути, бавно увеличете температурата на закалителната пещ до 500 ℃, със скорост на нагряване 40 ℃/мин, и я поддържайте 20 минути, преди да продължите с първия етап на закаляване; Бавно увеличете температурата на закалителната пещ до 700 ℃, със скорост на нагряване 60 ℃/мин, и я задръжте 35 минути, преди да продължите с втория етап на закаляване; Бавно увеличете температурата на закалителната пещ до 850 ℃, със скорост на нагряване 90 ℃/мин, и я задръжте 45 минути, преди да продължите с третия етап на закаляване;
S4. Охлаждане с масло: Извадете закаления продукт и го поставете в първия резервоар за закалително масло за охлаждане на маслото. Температурата на закалителното масло е 300 ℃ и се разбърква на всеки 15 минути в продължение на 30 минути; След изваждане, поставете го във втория резервоар за закалително масло за охлаждане на маслото, като температурата на закалителното масло е 70 ℃ и се разбърква на всеки 15 минути, докато температурата на продукта падне до 100 ℃;
S5. Отстраняване на масло: Извадете охладения продукт и го оставете да престои 45 минути. Издухайте закалителното масло от повърхността на продукта със студен въздух при температура 35 ℃ и скорост на вятъра 25 m/s;
S6. Отпускане: Поставете обезмасления продукт в пещ за отпускане за отпускане, регулирайте температурата на отпускане на 180 ℃ и времето за отпускане на 3 часа. Извършете първия етап на отпускане; Повишете температурата до 410 ℃, отпускайте за 6 часа и продължете с втория етап на отпускане; След отпускането, охладете продукта на въздух до стайна температура.
Високотемпературният азотен газ, въведен в пещта за предварително нагряване в стъпка s2 от това изпълнение, е азотният газ от пещта за закаляване в стъпка s3, с дебит от 3,5 л/ч за високотемпературен азотен газ.
Пример 3
Етапите на процеса в това изпълнение са същите като тези в Пример 1, с изключение на специфичните условия на процеса, които включват следните стъпки:
S1. Дефосфоризация;
Почистващият разтвор се състои от следните компоненти по маса: 28 части бутилацетат, 12 части полигликолова киселина, 18 части аминооцетна киселина, 18 части етилакрилат, 7 части триетаноламинова сол на олеинова киселина, 10 части етаноламин и 22 части вода; Резервоарът за дефосфоризация е оборудван с разтвор за дефосфоризация, който е избран като разтвор на натриев хидроксид с концентрация 4,5 g/l;
S2. Предварителна обработка: Поставете продукта в пещ за предварително нагряване и непрекъснато впръсквайте високотемпературен азотен газ в нея. След предварително нагряване в продължение на 2,7 часа, извадете го и го поставете в пещ за карбуризация за обработка с карбуризация;
S3. Закаляване: Поставете продукта в закалителната пещ и непрекъснато инжектирайте азотен газ в нея. Дебитът на азотния газ е 4,5 л/ч и след инжектиране на азотен газ в продължение на 35 минути, бавно увеличете температурата на закалителната пещ до 480 ℃, със скорост на нагряване 35 ℃/мин, и я поддържайте 18 минути, преди да продължите с първия етап на закаляване; бавно увеличете температурата на закалителната пещ до 575 ℃, със скорост на нагряване 55 ℃/мин, и я поддържайте 27 минути, преди да продължите с втория етап на закаляване; бавно увеличете температурата на закалителната пещ до 800 ℃, със скорост на нагряване 80 ℃/мин, и я поддържайте 38 минути, преди да продължите с третия етап на закаляване;
S4. Охлаждане с масло: Извадете закаления продукт и го поставете в първия резервоар за закалително масло за охлаждане на маслото. Температурата на закалителното масло е 275 ℃ и се разбърква на всеки 15 минути в продължение на 25 минути; След изваждане, поставете го във втория резервоар за закалително масло за охлаждане на маслото, като температурата на закалителното масло е 60 ℃ и се разбърква на всеки 15 минути, докато температурата на продукта падне до 100 ℃;
S5. Отстраняване на масло: Извадете охладения продукт и го оставете да престои 40 минути. Издухайте закалителното масло от повърхността на продукта със студен въздух с температура 33 ℃ и скорост на вятъра 22 m/s;
S6. Отпускане: Поставете обезмасления продукт в пещ за отпускане за отпускане, регулирайте температурата на отпускане на 145 ℃ и времето за отпускане на 2,2 часа. Извършете първия етап на отпускане; Повишете температурата до 390 ℃, отпускайте за 4,5 часа и продължете с втория етап на отпускане; След отпускането, охладете продукта на въздух до стайна температура.
Високотемпературният азот, въведен в пещта за предварително нагряване в стъпка s2 от това изпълнение, е азотът в пещта за закаляване в стъпка s3, с дебит 3 л/ч.
Изпитване на механични характеристики
Според резултатите от тестовете може да се види, че нивото на якост на болтовете, обработени чрез процеса на термична обработка на настоящото изобретение, е над 10,5, което отговаря на изискванията за качество.
Процесът на термична обработка на болта съгласно настоящото изобретение е прост, лесен за работа и има добър закалъчен ефект. Чрез предварително нагряване на продукта, почистващият разтвор на повърхността му може да се изсуши, а внезапното повишаване на температурата в закалителната пещ може да избегне повлияване на качеството на продукта; Високотемпературният азот, използван в закалителната пещ, идва от закалителната пещ, елиминирайки нагревателното устройство в нея, което може да спести консумация на енергия и да намали производствените разходи; Впръскването на азот в закалителните пещи и пещите може да отстрани въздуха вътре, избягвайки окислителни реакции между кислорода и продукта, като по този начин се избягва обезвъглеродяването и причиняването на повреда на резбовите крепежни елементи и се удължава експлоатационният живот на продукта; Поетапното нагряване и закаляване може да подобри закалителния ефект на продукта и да подобри неговото качество; Поетапното охлаждане с масло може ефективно да охлажда високотемпературни продукти, без да уврежда качеството им.
В описанието на тази спецификация, позоваването на термини като „едно изпълнение“, „някои изпълнения“, „примери“, „специфични примери“ или „някои примери“ означава, че специфичните характеристики, структури, материали или характеристики, описани във връзка с изпълнението или примера, са включени в поне едно изпълнение или пример на настоящото изобретение. В тази спецификация схематичните изрази на горните термини не се отнасят непременно до едни и същи изпълнения или примери. Освен това, описаните специфични характеристики, структури, материали или характеристики могат да бъдат комбинирани по подходящ начин във всяко едно или повече изпълнения или примери.
Горното показва и описва основните принципи, основните характеристики и предимства на настоящото изобретение. Техниците в тази индустрия трябва да разбират, че горните варианти на изпълнение по никакъв начин не ограничават настоящото изобретение и всички технически решения, получени чрез еквивалентна замяна или еквивалентна трансформация, попадат в обхвата на защита на настоящото изобретение.
Време на публикуване: 04 април 2023 г.