改善针布齿条热处理工艺的研究_下_关于齿条晶粒超细化和改善齿条氧化脱碳.docxVIP

改善针布齿条热处理工艺的研究(下)———关于齿条晶粒超细化和改善齿条氧化脱碳费青(中国纺织科学研究院,北京100025)摘要:根据热处理原理结合针布齿条生产实践,系统分析了针布齿条生产工艺及其热处理特点。要提高齿条齿尖耐磨度,根本问题是研究和改善针布齿条用钢丝材质及其热处理工艺,前者为优质耐磨针布提供了前提条件,后者是技术关键。关键词:针布齿条;热处理工艺;球化退火;再结晶退火;淬火;回火;氧化中图分类号:TS103.82+1文献标识码:A文章编号:100129634(2000)02200202055.1目前主要的循环加热淬火工艺(1)采用高、中频感应加热(小件可在盐浴或铅浴中加热)快速升温到略高于Ac3温度,然后淬火,这样往复循环数次(图5);(2)低碳钢和低碳合金钢工件加热到Ac3温度以上,随后淬火,继之在(Ac1+5)℃～Ac3内进行一次或多次再加热淬火(以多次效果为佳),然后再经回火。淬火温度应逐次降低,如低碳合金钢(0.13%C,1.22%Mn,0.25%Cr,0.1%V)经一次处理(900℃淬火,600℃回火)和多次淬火(900℃淬火,800℃淬火,750℃淬火,600℃淬火)处理后,由于在Ac1～Ac3之间的每次淬火再加热中,使铁素体和奥氏体逐步细化,因而淬火后,得到细晶粒的铁素体和马氏体,强韧性得到显著提高。5.2快速循环加热淬火在国内的应用及效果(1)45钢在825℃铅浴中快速循环加热淬火4～5次,可使奥氏体晶粒由6级细化到12～15级,其工艺如图5所示;(2)9SiCr钢(0.85%～0.95%C,1.2%～1.6Si,0.95%～1.25%Cr)经循环加热淬火(图6),奥氏体实际晶粒为13～14级,使用寿命提高一倍;(3)针布齿条(60钢、57B)二次快速循环加热淬火(两次淬火工艺),工艺中,①降低火焰温度:用流量计严格控制氧及液化气的流量,使火焰温度由原来的2000℃左右降至1500℃左右;②缩短齿尖加热时间:将第一次淬火区的火焰区长度减短,使齿尖5奥氏体晶粒超细化处理(快速循环加热淬火)马氏体晶粒的粗细主要取决于原始奥氏体晶粒度,故欲得到细小的马氏体组织,则必须细化奥氏体晶粒。采用多次快速循环加热冷却的晶粒超细化处理,可达到大幅度提高淬火钢的综合机械性能(强度、塑性和韧性),提高其使用寿命。钢的奥氏体晶粒,可以通过多次循环加热和冷却使其细化到12～15级(细化到10级以上的晶粒称为超细晶粒,而普通工艺仅能使晶粒细化到10级以下)。细化工艺是将钢由室温快速加热至稍高于Ac3的温度(通过相变温度),在较低的奥氏体化温度下,保温(10s～15s),奥氏体新的晶核(起始晶粒)将不会长得很大,在急速冷却(一般用水冷或油冷)至室温后,再重复加热,每循环一次,奥氏体的晶粒尺寸就相应减小一些,如此通过α[ν多次循环相变,使奥氏体晶粒逐渐细化,可以达到10级以上的超细晶粒组织。如果加热速度极高,一次加热就可以使晶粒超细化,如激光、超高频淬火等。快速循环加热淬火之所以能细化晶粒,一般认为是由于加热速度快,形核率很高,再加之加热温度仅稍高Ac3,得到的起始晶粒来不及长大就急速冷却了,这样每循环一次,都会使奥氏晶粒减小,实践证明,一般以4～5次为佳,次数不能太多,因奥氏体晶粒达到高度细化和浓度又极其均匀时,反而不稳定,晶粒长大的倾向增大,容易粗化。收稿日期:1999204220作者简介:费青,(19312),男,江苏江阴,中国纺织科学研究院,教授级高工。纺织器材2000年3月·85·【21】加热时间相应由约0.19s缩短到0.14s;③齿尖经第一次火焰区(火嘴)加热后,用水喷射淬火,再经第二火焰区(火嘴)加热,然后油淬,在两火嘴间和第二次淬火后,由于基部仍有较高温度,使齿尖自行回火。第一次淬火由于降低火焰温度,缩短加热时间,因而:①奥氏体化后由于加热不充分,奥氏体内碳的分布不均匀,淬火后齿尖出现了针状(高碳)马氏体、板条(低碳)马氏体、少量渗碳体和残余奥氏体的混合组织,使相界面增多,大大有利于第二次加热时奥氏体形核率的增加,故可进一步细化奥氏体晶粒及淬火后的马氏体组织;②两次淬火间齿尖的自回火,可使马氏体中析出弥散的渗碳体(碳化物),也有利于第二次奥氏体化时的形核及阻止晶粒长大,可使组织进一步细化;③由于采用小火嘴,缩短了齿尖的加热时间,也抑制了晶粒的长大。60钢、57B齿条齿尖经两次淬火后,得到了较细的马氏体组织,细化了齿尖的金相组织(见表7),提高了齿尖硬度和耐磨度(见表8、表9)。图545钢超细化快速循环加热淬火工艺示意图图69SiCr钢滚丝模热处理工艺表8a齿尖硬度表7齿尖金相组织900HV以上800HV～890HV700HV～790HV700HV以下针布齿条粗针马氏体较粗针马氏体较细针马氏体极细针马氏体针布齿条Jc