本發(fā)明涉及一種懸鉚鉚釘定位裝置承載棒及其熱處理工藝。
背景技術(shù):
目前常規(guī)的鉚釘定位裝置直接根據(jù)鉚釘頭部最大尺寸制作,其前端定位尺寸是固定的,當(dāng)鉚釘頭部尺寸偏小的情況下,鉚釘定位就會晃動,從而導(dǎo)致鉚接后鉚釘出現(xiàn)歪斜等品質(zhì)不良的現(xiàn)象,進(jìn)而影響到使用效果,引起客戶抱怨;當(dāng)鉚釘頭部尺寸偏大的情況下,鉚釘則無法放入定位裝置,只能返修或報廢處理;大大降低了生產(chǎn)效率,為提高生產(chǎn)效率以及客戶滿意度,降低生產(chǎn)成本,本發(fā)明提出了懸鉚鉚釘定位裝置。
承載棒是懸鉚鉚釘定位裝置最重要的零件之一;承載棒的物理性能:如承載棒的中心平衡、結(jié)構(gòu)和承載棒表面硬度即為本發(fā)明所要解決的重要問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),提供一種懸鉚鉚釘定位裝置承載棒及其熱處理工藝。
為了解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種懸鉚鉚釘定位裝置承載棒及其熱處理工藝,其質(zhì)量百分比成分為:C:0.25-0.35%,Si:0.85-1.25%,Mn:1.85-2.95%,P:0.04-0.05%,Ni:11-13%,Cr:16.5-17.5%,Nb:0.15-0.20%,Cu:0.85-0.95%,N:0.08-0.11%,Mo::2.15-2.95%,Al:0.2-0.3%,S:0.025-0.035%,Ti:0.03-0.04%,V:0.02-0.03%,B:0.002-0.004%,鑭系稀土:3-5%,余量為Fe;
鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:20-24%,鈰:20-25%,釤:14-16%,釹:14-16%,釓:2-4%,鐠:16-18%,鏑:5-6%,其余鑭系元素:1-3%,以上各組分之和為100%;
工藝步驟中;
鋼坯下料:分析合格后,選用5000Kg以下的合金坯料進(jìn)行電爐煉鋼(真空電弧重熔或電渣重熔),下料時切除量為鋼錠的24-26%;坯料在電爐中加熱至700℃后,控制在3分鐘內(nèi)快速加熱至始鍛溫度,始鍛溫度為1100-1200℃;
鍛造:鍛造方法選用自由鍛,終鍛溫度控制>900℃,控制鍛造比>3;
其熱處理工藝為:
㈠加熱:將承載棒加熱至615-617℃,并保溫45-47min;
㈡冷卻:采用風(fēng)冷以15-17℃/s的冷卻速率將承載棒加速冷卻至531-534℃后,再空冷至室溫;
㈢一次回火:將承載棒加熱至575-577℃回火45-47min后,待溫13-15s,使承載棒溫度均勻化,之后以38-40℃/s的冷卻速率加速冷卻至441-444℃后,再空冷至室溫;
㈣二次回火:將承載棒加熱至603-605℃回火67-69min后空冷至室溫;
承載棒表面設(shè)有耐高溫金屬涂層,耐高溫金屬涂層的成分按質(zhì)量百分比為:C:0.03-0.05%,Si:0.17-0.19%,Mn:0.25-0.28%,Cr:5.36-5.39%,Ni:8.12-8.14%,Cu:1.32-1.35%,Mo:0.16-0.18%,Co:0.12-0.15%,V:0.36-0.45%,Zn:0.5-0.8%,Al:0.28-0.30%,Ti:0.16-0.18%,B:0.08-0.10%,Mg:0.45-0.48%,S≤0.03%,P≤0.05%,助劑:0.32-0.36%,余量為Fe;
助劑的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:Ce:12-14%,Pr:2-5%,Nd:4-8%,Pm:3-5%,Gd:1-7%,Lu:3-9%,Dy:2-6%,Eu:3-5%,Ho:12-15%,Er:6-8%,Ni:0.2-0.5%,Zn:0.6-0.8%,Cu:0.7-0.9%,余量為La;
助劑的制備方法:先將Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反應(yīng)爐中,將溫度增加至980-990℃,保溫3-5小時,然后空冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過100目數(shù),得粉末顆粒A,然后將Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反應(yīng)爐中加熱至1100-1200℃,保溫3-5小時,然后先空冷至550-560℃,再以15-20℃/min的速度水冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過200目數(shù),得粉末顆粒B,再將粉末顆粒A與粉末顆粒B按2:1.3的比例進(jìn)行配比,然后攪拌均勻,即可得到助劑;
耐高溫金屬涂層的處理工藝按以下工序進(jìn)行:
熔煉→噴涂→退火→回火→調(diào)質(zhì)熱處理→表面強(qiáng)化熱處理→超聲波探傷→清潔包裝;
熔煉工序:將C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Mo、Co、V、Zn、Al、Ti、B、Mg、S、P、Fe放入熔煉爐中,以5-8℃/s的速度加熱至500-550℃,保溫3-5小時,然后放入助劑,再加熱至1350-1480℃,保溫5-8小時,然后以5-12℃/min的冷卻速度風(fēng)冷至880-890℃,然后再空冷至室溫即可得金屬固體;
噴涂工序:將金屬固體放入球磨機(jī)中,先加熱至350-450℃,保溫30-40min,然后開始進(jìn)行粉碎,過100目數(shù)即可得到金屬粉末,然后將金屬粉末噴涂至承載棒表面,厚度為0.5-0.8mm;然后整體加熱至670-680℃,保溫5-7小時,然后空冷至室溫;
退火工序:將承載棒加溫至700-720℃,保溫15-20分鐘,然后爐冷至360-380℃后,保溫10-15分鐘,最后冷卻至室溫;
回火工序:回火溫度720-730℃,到溫后保溫12-15min,然后空冷至室溫;
調(diào)質(zhì)熱處理工序:采用一次正火+兩次回火,先正火:將承載棒加熱至630-720℃,到溫后保溫10-15min,然后空冷至室溫;再第一次回火:將承載棒加熱至820-830℃,到溫后保溫10-12min,然后空冷至室溫,然后進(jìn)行第二次回火;將承載棒加熱至960-980℃,到溫后保溫20-30min,然后空冷至室溫即可;
表面強(qiáng)化熱處理工序:將承載棒加熱至1000-1050℃,到溫后保溫10-18分鐘,然后采用水冷,以1-3℃/s的冷卻速度將承載棒水冷至室溫。
本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
進(jìn)一步的,前述的懸鉚鉚釘定位裝置承載棒及其熱處理工藝,其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.30%,Si:0.95%,Mn:2.65%,P:0.045%,Ni:12%,Cr:17%,Nb:0.18%,Cu:0.95%,N:0.095%,Mo::2.65%,Al:0.25%,S:0.03%,Ti:0.035%,V:0.025%,B:0.003%,鑭系稀土:4%,余量為Fe;
鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:20%,鈰:25%,釤:14%,釹:14%,釓:2%,鐠:18%,鏑:6%,其余鑭系元素:1%;
工藝步驟中;
鋼坯下料:分析合格后,選用5000Kg以下的合金坯料進(jìn)行電爐煉鋼(真空電弧重熔或電渣重熔),下料時切除量為鋼錠的24-26%;坯料在電爐中加熱至700℃后,控制在3分鐘內(nèi)快速加熱至始鍛溫度,始鍛溫度為1100-1200℃;
鍛造:鍛造方法選用自由鍛,終鍛溫度控制>900℃,控制鍛造比>3;
其熱處理工藝為:
㈠加熱:將承載棒加熱至615℃,并保溫45min;
㈡冷卻:采用風(fēng)冷以15℃/s的冷卻速率將承載棒加速冷卻至531℃后,再空冷至室溫;
㈢一次回火:將承載棒加熱至575℃回火45min后,待溫13s,使承載棒溫度均勻化,之后以38℃/s的冷卻速率加速冷卻至441℃后,再空冷至室溫;
㈣二次回火:將承載棒加熱至603℃回火67min后空冷至室溫;
承載棒表面設(shè)有耐高溫金屬涂層,耐高溫金屬涂層的成分按質(zhì)量百分比為:C:0.03-0.05%,Si:0.17-0.19%,Mn:0.25-0.28%,Cr:5.36-5.39%,Ni:8.12-8.14%,Cu:1.32-1.35%,Mo:0.16-0.18%,Co:0.12-0.15%,V:0.36-0.45%,Zn:0.5-0.8%,Al:0.28-0.30%,Ti:0.16-0.18%,B:0.08-0.10%,Mg:0.45-0.48%,S≤0.03%,P≤0.05%,助劑:0.32-0.36%,余量為Fe;
助劑的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:Ce:12-14%,Pr:2-5%,Nd:4-8%,Pm:3-5%,Gd:1-7%,Lu:3-9%,Dy:2-6%,Eu:3-5%,Ho:12-15%,Er:6-8%,Ni:0.2-0.5%,Zn:0.6-0.8%,Cu:0.7-0.9%,余量為La;
助劑的制備方法:先將Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反應(yīng)爐中,將溫度增加至980-990℃,保溫3-5小時,然后空冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過100目數(shù),得粉末顆粒A,然后將Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反應(yīng)爐中加熱至1100-1200℃,保溫3-5小時,然后先空冷至550-560℃,再以15-20℃/min的速度水冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過200目數(shù),得粉末顆粒B,再將粉末顆粒A與粉末顆粒B按2:1.3的比例進(jìn)行配比,然后攪拌均勻,即可得到助劑;
耐高溫金屬涂層的處理工藝按以下工序進(jìn)行:
熔煉→噴涂→退火→回火→調(diào)質(zhì)熱處理→表面強(qiáng)化熱處理→超聲波探傷→清潔包裝;
熔煉工序:將C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Mo、Co、V、Zn、Al、Ti、B、Mg、S、P、Fe放入熔煉爐中,以5-8℃/s的速度加熱至500-550℃,保溫3-5小時,然后放入助劑,再加熱至1350-1480℃,保溫5-8小時,然后以5-12℃/min的冷卻速度風(fēng)冷至880-890℃,然后再空冷至室溫即可得金屬固體;
噴涂工序:將金屬固體放入球磨機(jī)中,先加熱至350-450℃,保溫30-40min,然后開始進(jìn)行粉碎,過100目數(shù)即可得到金屬粉末,然后將金屬粉末噴涂至承載棒表面,厚度為0.5-0.8mm;然后整體加熱至670-680℃,保溫5-7小時,然后空冷至室溫;
退火工序:將承載棒加溫至700-720℃,保溫15-20分鐘,然后爐冷至360-380℃后,保溫10-15分鐘,最后冷卻至室溫;
回火工序:回火溫度720-730℃,到溫后保溫12-15min,然后空冷至室溫;
調(diào)質(zhì)熱處理工序:采用一次正火+兩次回火,先正火:將承載棒加熱至630-720℃,到溫后保溫10-15min,然后空冷至室溫;再第一次回火:將承載棒加熱至820-830℃,到溫后保溫10-12min,然后空冷至室溫,然后進(jìn)行第二次回火;將承載棒加熱至960-980℃,到溫后保溫20-30min,然后空冷至室溫即可;
表面強(qiáng)化熱處理工序:將承載棒加熱至1000-1050℃,到溫后保溫10-18分鐘,然后采用水冷,以1-3℃/s的冷卻速度將承載棒水冷至室溫。
前述的懸鉚鉚釘定位裝置承載棒及其熱處理工藝,其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.28%,Si:1.15%,Mn:2.85%,P:0.043%,Ni:11%,Cr:16.5%,Nb:0.18%,Cu:0.9%,N:0.095%,Mo::2.85%,Al:0.25%,S:0.03%,Ti:0.036%,V:0.025%,B:0.003%,鑭系稀土:5%,余量為Fe;
鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:20%,鈰:25%,釤:14%,釹:14%,釓:4%,鐠:16%,鏑:5%,其余鑭系元素:2%,以上各組分之和為100%;
工藝步驟中;
鋼坯下料:分析合格后,選用5000Kg以下的合金坯料進(jìn)行電爐煉鋼(真空電弧重熔或電渣重熔),下料時切除量為鋼錠的24-26%;坯料在電爐中加熱至700℃后,控制在3分鐘內(nèi)快速加熱至始鍛溫度,始鍛溫度為1100-1200℃;
鍛造:鍛造方法選用自由鍛,終鍛溫度控制>900℃,控制鍛造比>3;其熱處理工藝為:
㈠加熱:將承載棒加熱至616℃,并保溫46min;
㈡冷卻:采用風(fēng)冷以16℃/s的冷卻速率將承載棒加速冷卻至532℃后,再空冷至室溫;
㈢一次回火:將承載棒加熱至576℃回火46min后,待溫14s,使承載棒溫度均勻化,之后以39℃/s的冷卻速率加速冷卻至442℃后,再空冷至室溫;
㈣二次回火:將承載棒加熱至604℃回火68min后空冷至室溫;
承載棒表面設(shè)有耐高溫金屬涂層,耐高溫金屬涂層的成分按質(zhì)量百分比為:C:0.03-0.05%,Si:0.17-0.19%,Mn:0.25-0.28%,Cr:5.36-5.39%,Ni:8.12-8.14%,Cu:1.32-1.35%,Mo:0.16-0.18%,Co:0.12-0.15%,V:0.36-0.45%,Zn:0.5-0.8%,Al:0.28-0.30%,Ti:0.16-0.18%,B:0.08-0.10%,Mg:0.45-0.48%,S≤0.03%,P≤0.05%,助劑:0.32-0.36%,余量為Fe;
助劑的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:Ce:12-14%,Pr:2-5%,Nd:4-8%,Pm:3-5%,Gd:1-7%,Lu:3-9%,Dy:2-6%,Eu:3-5%,Ho:12-15%,Er:6-8%,Ni:0.2-0.5%,Zn:0.6-0.8%,Cu:0.7-0.9%,余量為La;
助劑的制備方法:先將Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反應(yīng)爐中,將溫度增加至980-990℃,保溫3-5小時,然后空冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過100目數(shù),得粉末顆粒A,然后將Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反應(yīng)爐中加熱至1100-1200℃,保溫3-5小時,然后先空冷至550-560℃,再以15-20℃/min的速度水冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過200目數(shù),得粉末顆粒B,再將粉末顆粒A與粉末顆粒B按2:1.3的比例進(jìn)行配比,然后攪拌均勻,即可得到助劑;
耐高溫金屬涂層的處理工藝按以下工序進(jìn)行:
熔煉→噴涂→退火→回火→調(diào)質(zhì)熱處理→表面強(qiáng)化熱處理→超聲波探傷→清潔包裝;
熔煉工序:將C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Mo、Co、V、Zn、Al、Ti、B、Mg、S、P、Fe放入熔煉爐中,以5-8℃/s的速度加熱至500-550℃,保溫3-5小時,然后放入助劑,再加熱至1350-1480℃,保溫5-8小時,然后以5-12℃/min的冷卻速度風(fēng)冷至880-890℃,然后再空冷至室溫即可得金屬固體;
噴涂工序:將金屬固體放入球磨機(jī)中,先加熱至350-450℃,保溫30-40min,然后開始進(jìn)行粉碎,過100目數(shù)即可得到金屬粉末,然后將金屬粉末噴涂至承載棒表面,厚度為0.5-0.8mm;然后整體加熱至670-680℃,保溫5-7小時,然后空冷至室溫;
退火工序:將承載棒加溫至700-720℃,保溫15-20分鐘,然后爐冷至360-380℃后,保溫10-15分鐘,最后冷卻至室溫;
回火工序:回火溫度720-730℃,到溫后保溫12-15min,然后空冷至室溫;
調(diào)質(zhì)熱處理工序:采用一次正火+兩次回火,先正火:將承載棒加熱至630-720℃,到溫后保溫10-15min,然后空冷至室溫;再第一次回火:將承載棒加熱至820-830℃,到溫后保溫10-12min,然后空冷至室溫,然后進(jìn)行第二次回火;將承載棒加熱至960-980℃,到溫后保溫20-30min,然后空冷至室溫即可;
表面強(qiáng)化熱處理工序:將承載棒加熱至1000-1050℃,到溫后保溫10-18分鐘,然后采用水冷,以1-3℃/s的冷卻速度將承載棒水冷至室溫。
前述的懸鉚鉚釘定位裝置承載棒及其熱處理工藝,其質(zhì)量百分比成分為:C:0.35%,Si:0.85%,Mn:2.95%,P:0.04%,Ni:13%,Cr:16.5%,Nb:0.20%,Cu:0.85%,N:0.11%,Mo::2.15%,Al:0.3%,S:0.025%,Ti:0.04%,V:0.02%,B:0.004%,鑭系稀土:5%,余量為Fe;
鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:20-24%,鈰:20-25%,釤:14-16%,釹:14-16%,釓:2-4%,鐠:16-18%,鏑:5-6%,其余鑭系元素:1-3%,以上各組分之和為100%;
工藝步驟中;
鋼坯下料:分析合格后,選用5000Kg以下的合金坯料進(jìn)行電爐煉鋼(真空電弧重熔或電渣重熔),下料時切除量為鋼錠的24-26%;坯料在電爐中加熱至700℃后,控制在3分鐘內(nèi)快速加熱至始鍛溫度,始鍛溫度為1100-1200℃;
鍛造:鍛造方法選用自由鍛,終鍛溫度控制>900℃,控制鍛造比>3;其熱處理工藝為:
㈠加熱:將承載棒加熱至617℃,并保溫47min;
㈡冷卻:采用風(fēng)冷以17℃/s的冷卻速率將承載棒加速冷卻至534℃后,再空冷至室溫;
㈢一次回火:將承載棒加熱至577℃回火47min后,待溫15s,使承載棒溫度均勻化,之后以40℃/s的冷卻速率加速冷卻至444℃后,再空冷至室溫;
㈣二次回火:將承載棒加熱至605℃回火69min后空冷至室溫;
承載棒表面設(shè)有耐高溫金屬涂層,耐高溫金屬涂層的成分按質(zhì)量百分比為:C:0.03-0.05%,Si:0.17-0.19%,Mn:0.25-0.28%,Cr:5.36-5.39%,Ni:8.12-8.14%,Cu:1.32-1.35%,Mo:0.16-0.18%,Co:0.12-0.15%,V:0.36-0.45%,Zn:0.5-0.8%,Al:0.28-0.30%,Ti:0.16-0.18%,B:0.08-0.10%,Mg:0.45-0.48%,S≤0.03%,P≤0.05%,助劑:0.32-0.36%,余量為Fe;
助劑的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:Ce:12-14%,Pr:2-5%,Nd:4-8%,Pm:3-5%,Gd:1-7%,Lu:3-9%,Dy:2-6%,Eu:3-5%,Ho:12-15%,Er:6-8%,Ni:0.2-0.5%,Zn:0.6-0.8%,Cu:0.7-0.9%,余量為La;
助劑的制備方法:先將Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反應(yīng)爐中,將溫度增加至980-990℃,保溫3-5小時,然后空冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過100目數(shù),得粉末顆粒A,然后將Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反應(yīng)爐中加熱至1100-1200℃,保溫3-5小時,然后先空冷至550-560℃,再以15-20℃/min的速度水冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過200目數(shù),得粉末顆粒B,再將粉末顆粒A與粉末顆粒B按2:1.3的比例進(jìn)行配比,然后攪拌均勻,即可得到助劑;
耐高溫金屬涂層的處理工藝按以下工序進(jìn)行:
熔煉→噴涂→退火→回火→調(diào)質(zhì)熱處理→表面強(qiáng)化熱處理→超聲波探傷→清潔包裝;
熔煉工序:將C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Mo、Co、V、Zn、Al、Ti、B、Mg、S、P、Fe放入熔煉爐中,以5-8℃/s的速度加熱至500-550℃,保溫3-5小時,然后放入助劑,再加熱至1350-1480℃,保溫5-8小時,然后以5-12℃/min的冷卻速度風(fēng)冷至880-890℃,然后再空冷至室溫即可得金屬固體;
噴涂工序:將金屬固體放入球磨機(jī)中,先加熱至350-450℃,保溫30-40min,然后開始進(jìn)行粉碎,過100目數(shù)即可得到金屬粉末,然后將金屬粉末噴涂至承載棒表面,厚度為0.5-0.8mm;然后整體加熱至670-680℃,保溫5-7小時,然后空冷至室溫;
退火工序:將承載棒加溫至700-720℃,保溫15-20分鐘,然后爐冷至360-380℃后,保溫10-15分鐘,最后冷卻至室溫;
回火工序:回火溫度720-730℃,到溫后保溫12-15min,然后空冷至室溫;
調(diào)質(zhì)熱處理工序:采用一次正火+兩次回火,先正火:將承載棒加熱至630-720℃,到溫后保溫10-15min,然后空冷至室溫;再第一次回火:將承載棒加熱至820-830℃,到溫后保溫10-12min,然后空冷至室溫,然后進(jìn)行第二次回火;將承載棒加熱至960-980℃,到溫后保溫20-30min,然后空冷至室溫即可;
表面強(qiáng)化熱處理工序:將承載棒加熱至1000-1050℃,到溫后保溫10-18分鐘,然后采用水冷,以1-3℃/s的冷卻速度將承載棒水冷至室溫。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明步驟㈡中,采用風(fēng)冷加速冷卻至531-534℃,在隨后的空冷過程中γ-Fe以切邊機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe,得到板條束形態(tài)的鐵素體組織,而C原子則能夠發(fā)生擴(kuò)散,在板條界或板條束界上富集或以M-A組元間隙原子形式存在,該組織及元素分布狀態(tài)更有利于后續(xù)熱處理中回轉(zhuǎn)奧氏體的形成,加速冷卻還能夠避免高溫緩冷條件下有害元素晶界偏聚及粗大碳化物析出,有利于低溫韌性;
步驟㈢中,575-577℃回火45-47min后,待溫13-15s,使軸承溫度均勻化,之后以38-40℃/s的冷卻速率加速冷卻至441-444℃后,再空冷至室溫;回轉(zhuǎn)奧氏體在板條界或板條束界上形成,并在保溫過程中進(jìn)一步富集合金元素以提高穩(wěn)定性;鐵素體板條束在保溫過程中則發(fā)生回復(fù),同時鐵素體中的有害元素也被排至回轉(zhuǎn)奧氏體中,從而改善了基體性能;
步驟㈣中,加熱至603-605℃回火67-69min后空冷至室溫,能夠在保證強(qiáng)度的前提下使回轉(zhuǎn)奧氏體富集足夠多的合金元素,使少網(wǎng)狀碳化物,使組織更為均勻,能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,進(jìn)一步增強(qiáng)接觸疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性。因?yàn)椋S承加熱過程中會由于碳化物液析變得硬而脆,它的危害性與脆性夾雜物相同,網(wǎng)狀碳化物降低鋼的沖擊韌性,并使之組織不均勻度。
本發(fā)明中對涂層的處理工藝:熔煉→噴涂→退火→回火→調(diào)質(zhì)熱處理→表面強(qiáng)化熱處理→超聲波探傷→清潔包裝;
先進(jìn)行退火處理,消除內(nèi)應(yīng)力,然后在經(jīng)過回火,通過退火和回火處理能增加汽輪機(jī)葉片的整體強(qiáng)度,增加涂層與葉片的附著能力,不易脫落,增加涂層的使用壽命;
助劑中含有大量稀土元素,并通過回火及溫度控制,從而使葉片的合金元素偏析現(xiàn)象明顯減弱,可大幅度提高葉片的沖擊韌度,提高葉片的抗疲勞強(qiáng)度,從而提高葉片的使用壽命;
由于葉片工作區(qū)為濕蒸汽區(qū),且含有大量水滴,在很高的輪周速度及離心力下沖蝕葉片,使葉片頂部進(jìn)氣邊產(chǎn)生點(diǎn)蝕而失效,葉片抗水蝕能力的高低直接影響到汽輪機(jī)的工作效率及安全運(yùn)行;本發(fā)明通過調(diào)質(zhì)熱處理工序,可使葉片表面產(chǎn)生5-7mm厚回火馬氏體組織,有效提高其抗水蝕能力;正火后兩次回火,進(jìn)一步減小表面和心部的溫度之差,從而使表面至心部性能趨于一致;不僅可提高葉片的抗水蝕能力,而且可以使組織更為均勻穩(wěn)定,極少出現(xiàn)氣孔及沙眼,保證了葉片的抗腐蝕性能,起到了意想不到的技術(shù)效果。
本發(fā)明通過表面強(qiáng)化熱處理可以細(xì)化晶粒,同時提高葉片的韌性,可以減輕或消除帶狀組織等缺陷,提高葉片整體沖擊性能,且通過冷卻速度的快慢控制,而且使葉片組織更為均勻穩(wěn)定,極少出現(xiàn)氣孔及沙眼,且獲得較好的綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性能。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種前述的懸鉚鉚釘定位裝置承載棒及其熱處理工藝,其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.30%,Si:0.95%,Mn:2.65%,P:0.045%,Ni:12%,Cr:17%,Nb:0.18%,Cu:0.95%,N:0.095%,Mo::2.65%,Al:0.25%,S:0.03%,Ti:0.035%,V:0.025%,B:0.003%,鑭系稀土:4%,余量為Fe;
鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:20%,鈰:25%,釤:14%,釹:14%,釓:2%,鐠:18%,鏑:6%,其余鑭系元素:1%;
工藝步驟中;
鋼坯下料:分析合格后,選用5000Kg以下的合金坯料進(jìn)行電爐煉鋼(真空電弧重熔或電渣重熔),下料時切除量為鋼錠的24-26%;坯料在電爐中加熱至700℃后,控制在3分鐘內(nèi)快速加熱至始鍛溫度,始鍛溫度為1100-1200℃;
鍛造:鍛造方法選用自由鍛,終鍛溫度控制>900℃,控制鍛造比>3;
其熱處理工藝為:
㈠加熱:將承載棒加熱至615℃,并保溫45min;
㈡冷卻:采用風(fēng)冷以15℃/s的冷卻速率將承載棒加速冷卻至531℃后,再空冷至室溫;
㈢一次回火:將承載棒加熱至575℃回火45min后,待溫13s,使承載棒溫度均勻化,之后以38℃/s的冷卻速率加速冷卻至441℃后,再空冷至室溫;
㈣二次回火:將承載棒加熱至603℃回火67min后空冷至室溫;
承載棒表面設(shè)有耐高溫金屬涂層,耐高溫金屬涂層的成分按質(zhì)量百分比為:C:0.03-0.05%,Si:0.17-0.19%,Mn:0.25-0.28%,Cr:5.36-5.39%,Ni:8.12-8.14%,Cu:1.32-1.35%,Mo:0.16-0.18%,Co:0.12-0.15%,V:0.36-0.45%,Zn:0.5-0.8%,Al:0.28-0.30%,Ti:0.16-0.18%,B:0.08-0.10%,Mg:0.45-0.48%,S≤0.03%,P≤0.05%,助劑:0.32-0.36%,余量為Fe;
助劑的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:Ce:12-14%,Pr:2-5%,Nd:4-8%,Pm:3-5%,Gd:1-7%,Lu:3-9%,Dy:2-6%,Eu:3-5%,Ho:12-15%,Er:6-8%,Ni:0.2-0.5%,Zn:0.6-0.8%,Cu:0.7-0.9%,余量為La;
助劑的制備方法:先將Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反應(yīng)爐中,將溫度增加至980-990℃,保溫3-5小時,然后空冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過100目數(shù),得粉末顆粒A,然后將Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反應(yīng)爐中加熱至1100-1200℃,保溫3-5小時,然后先空冷至550-560℃,再以15-20℃/min的速度水冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過200目數(shù),得粉末顆粒B,再將粉末顆粒A與粉末顆粒B按2:1.3的比例進(jìn)行配比,然后攪拌均勻,即可得到助劑;
耐高溫金屬涂層的處理工藝按以下工序進(jìn)行:
熔煉→噴涂→退火→回火→調(diào)質(zhì)熱處理→表面強(qiáng)化熱處理→超聲波探傷→清潔包裝;
熔煉工序:將C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Mo、Co、V、Zn、Al、Ti、B、Mg、S、P、Fe放入熔煉爐中,以5-8℃/s的速度加熱至500-550℃,保溫3-5小時,然后放入助劑,再加熱至1350-1480℃,保溫5-8小時,然后以5-12℃/min的冷卻速度風(fēng)冷至880-890℃,然后再空冷至室溫即可得金屬固體;
噴涂工序:將金屬固體放入球磨機(jī)中,先加熱至350-450℃,保溫30-40min,然后開始進(jìn)行粉碎,過100目數(shù)即可得到金屬粉末,然后將金屬粉末噴涂至承載棒表面,厚度為0.5-0.8mm;然后整體加熱至670-680℃,保溫5-7小時,然后空冷至室溫;
退火工序:將承載棒加溫至700-720℃,保溫15-20分鐘,然后爐冷至360-380℃后,保溫10-15分鐘,最后冷卻至室溫;
回火工序:回火溫度720-730℃,到溫后保溫12-15min,然后空冷至室溫;
調(diào)質(zhì)熱處理工序:采用一次正火+兩次回火,先正火:將承載棒加熱至630-720℃,到溫后保溫10-15min,然后空冷至室溫;再第一次回火:將承載棒加熱至820-830℃,到溫后保溫10-12min,然后空冷至室溫,然后進(jìn)行第二次回火;將承載棒加熱至960-980℃,到溫后保溫20-30min,然后空冷至室溫即可;
表面強(qiáng)化熱處理工序:將承載棒加熱至1000-1050℃,到溫后保溫10-18分鐘,然后采用水冷,以1-3℃/s的冷卻速度將承載棒水冷至室溫。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種懸鉚鉚釘定位裝置承載棒及其熱處理工藝,其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.28%,Si:1.15%,Mn:2.85%,P:0.043%,Ni:11%,Cr:16.5%,Nb:0.18%,Cu:0.9%,N:0.095%,Mo::2.85%,Al:0.25%,S:0.03%,Ti:0.036%,V:0.025%,B:0.003%,鑭系稀土:5%,余量為Fe;
鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:20%,鈰:25%,釤:14%,釹:14%,釓:4%,鐠:16%,鏑:5%,其余鑭系元素:2%,以上各組分之和為100%;
工藝步驟中;
鋼坯下料:分析合格后,選用5000Kg以下的合金坯料進(jìn)行電爐煉鋼(真空電弧重熔或電渣重熔),下料時切除量為鋼錠的24-26%;坯料在電爐中加熱至700℃后,控制在3分鐘內(nèi)快速加熱至始鍛溫度,始鍛溫度為1100-1200℃;
鍛造:鍛造方法選用自由鍛,終鍛溫度控制>900℃,控制鍛造比>3;其熱處理工藝為:
㈠加熱:將承載棒加熱至616℃,并保溫46min;
㈡冷卻:采用風(fēng)冷以16℃/s的冷卻速率將承載棒加速冷卻至532℃后,再空冷至室溫;
㈢一次回火:將承載棒加熱至576℃回火46min后,待溫14s,使承載棒溫度均勻化,之后以39℃/s的冷卻速率加速冷卻至442℃后,再空冷至室溫;
㈣二次回火:將承載棒加熱至604℃回火68min后空冷至室溫;
承載棒表面設(shè)有耐高溫金屬涂層,耐高溫金屬涂層的成分按質(zhì)量百分比為:C:0.03-0.05%,Si:0.17-0.19%,Mn:0.25-0.28%,Cr:5.36-5.39%,Ni:8.12-8.14%,Cu:1.32-1.35%,Mo:0.16-0.18%,Co:0.12-0.15%,V:0.36-0.45%,Zn:0.5-0.8%,Al:0.28-0.30%,Ti:0.16-0.18%,B:0.08-0.10%,Mg:0.45-0.48%,S≤0.03%,P≤0.05%,助劑:0.32-0.36%,余量為Fe;
助劑的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:Ce:12-14%,Pr:2-5%,Nd:4-8%,Pm:3-5%,Gd:1-7%,Lu:3-9%,Dy:2-6%,Eu:3-5%,Ho:12-15%,Er:6-8%,Ni:0.2-0.5%,Zn:0.6-0.8%,Cu:0.7-0.9%,余量為La;
助劑的制備方法:先將Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反應(yīng)爐中,將溫度增加至980-990℃,保溫3-5小時,然后空冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過100目數(shù),得粉末顆粒A,然后將Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反應(yīng)爐中加熱至1100-1200℃,保溫3-5小時,然后先空冷至550-560℃,再以15-20℃/min的速度水冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過200目數(shù),得粉末顆粒B,再將粉末顆粒A與粉末顆粒B按2:1.3的比例進(jìn)行配比,然后攪拌均勻,即可得到助劑;
耐高溫金屬涂層的處理工藝按以下工序進(jìn)行:
熔煉→噴涂→退火→回火→調(diào)質(zhì)熱處理→表面強(qiáng)化熱處理→超聲波探傷→清潔包裝;
熔煉工序:將C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Mo、Co、V、Zn、Al、Ti、B、Mg、S、P、Fe放入熔煉爐中,以5-8℃/s的速度加熱至500-550℃,保溫3-5小時,然后放入助劑,再加熱至1350-1480℃,保溫5-8小時,然后以5-12℃/min的冷卻速度風(fēng)冷至880-890℃,然后再空冷至室溫即可得金屬固體;
噴涂工序:將金屬固體放入球磨機(jī)中,先加熱至350-450℃,保溫30-40min,然后開始進(jìn)行粉碎,過100目數(shù)即可得到金屬粉末,然后將金屬粉末噴涂至承載棒表面,厚度為0.5-0.8mm;然后整體加熱至670-680℃,保溫5-7小時,然后空冷至室溫;
退火工序:將承載棒加溫至700-720℃,保溫15-20分鐘,然后爐冷至360-380℃后,保溫10-15分鐘,最后冷卻至室溫;
回火工序:回火溫度720-730℃,到溫后保溫12-15min,然后空冷至室溫;
調(diào)質(zhì)熱處理工序:采用一次正火+兩次回火,先正火:將承載棒加熱至630-720℃,到溫后保溫10-15min,然后空冷至室溫;再第一次回火:將承載棒加熱至820-830℃,到溫后保溫10-12min,然后空冷至室溫,然后進(jìn)行第二次回火;將承載棒加熱至960-980℃,到溫后保溫20-30min,然后空冷至室溫即可;
表面強(qiáng)化熱處理工序:將承載棒加熱至1000-1050℃,到溫后保溫10-18分鐘,然后采用水冷,以1-3℃/s的冷卻速度將承載棒水冷至室溫。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的一種懸鉚鉚釘定位裝置承載棒及其熱處理工藝,其質(zhì)量百分比成分為:C:0.35%,Si:0.85%,Mn:2.95%,P:0.04%,Ni:13%,Cr:16.5%,Nb:0.20%,Cu:0.85%,N:0.11%,Mo::2.15%,Al:0.3%,S:0.025%,Ti:0.04%,V:0.02%,B:0.004%,鑭系稀土:5%,余量為Fe;
鑭系稀土的組分質(zhì)量百分比為:鑭:20-24%,鈰:20-25%,釤:14-16%,釹:14-16%,釓:2-4%,鐠:16-18%,鏑:5-6%,其余鑭系元素:1-3%,以上各組分之和為100%;
工藝步驟中;
鋼坯下料:分析合格后,選用5000Kg以下的合金坯料進(jìn)行電爐煉鋼(真空電弧重熔或電渣重熔),下料時切除量為鋼錠的24-26%;坯料在電爐中加熱至700℃后,控制在3分鐘內(nèi)快速加熱至始鍛溫度,始鍛溫度為1100-1200℃;
鍛造:鍛造方法選用自由鍛,終鍛溫度控制>900℃,控制鍛造比>3;其熱處理工藝為:
㈠加熱:將承載棒加熱至617℃,并保溫47min;
㈡冷卻:采用風(fēng)冷以17℃/s的冷卻速率將承載棒加速冷卻至534℃后,再空冷至室溫;
㈢一次回火:將承載棒加熱至577℃回火47min后,待溫15s,使承載棒溫度均勻化,之后以40℃/s的冷卻速率加速冷卻至444℃后,再空冷至室溫;
㈣二次回火:將承載棒加熱至605℃回火69min后空冷至室溫;
承載棒表面設(shè)有耐高溫金屬涂層,耐高溫金屬涂層的成分按質(zhì)量百分比為:C:0.03-0.05%,Si:0.17-0.19%,Mn:0.25-0.28%,Cr:5.36-5.39%,Ni:8.12-8.14%,Cu:1.32-1.35%,Mo:0.16-0.18%,Co:0.12-0.15%,V:0.36-0.45%,Zn:0.5-0.8%,Al:0.28-0.30%,Ti:0.16-0.18%,B:0.08-0.10%,Mg:0.45-0.48%,S≤0.03%,P≤0.05%,助劑:0.32-0.36%,余量為Fe;
助劑的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:Ce:12-14%,Pr:2-5%,Nd:4-8%,Pm:3-5%,Gd:1-7%,Lu:3-9%,Dy:2-6%,Eu:3-5%,Ho:12-15%,Er:6-8%,Ni:0.2-0.5%,Zn:0.6-0.8%,Cu:0.7-0.9%,余量為La;
助劑的制備方法:先將Ce、Pr、Nd、Pm、Gd、Lu、Dy、Eu元素放入反應(yīng)爐中,將溫度增加至980-990℃,保溫3-5小時,然后空冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過100目數(shù),得粉末顆粒A,然后將Ho、Er、Ni、Zn、Cu、La元素放入反應(yīng)爐中加熱至1100-1200℃,保溫3-5小時,然后先空冷至550-560℃,再以15-20℃/min的速度水冷至室溫,然后放入球磨機(jī)中粉碎,過200目數(shù),得粉末顆粒B,再將粉末顆粒A與粉末顆粒B按2:1.3的比例進(jìn)行配比,然后攪拌均勻,即可得到助劑;
耐高溫金屬涂層的處理工藝按以下工序進(jìn)行:
熔煉→噴涂→退火→回火→調(diào)質(zhì)熱處理→表面強(qiáng)化熱處理→超聲波探傷→清潔包裝;
熔煉工序:將C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Mo、Co、V、Zn、Al、Ti、B、Mg、S、P、Fe放入熔煉爐中,以5-8℃/s的速度加熱至500-550℃,保溫3-5小時,然后放入助劑,再加熱至1350-1480℃,保溫5-8小時,然后以5-12℃/min的冷卻速度風(fēng)冷至880-890℃,然后再空冷至室溫即可得金屬固體;
噴涂工序:將金屬固體放入球磨機(jī)中,先加熱至350-450℃,保溫30-40min,然后開始進(jìn)行粉碎,過100目數(shù)即可得到金屬粉末,然后將金屬粉末噴涂至承載棒表面,厚度為0.5-0.8mm;然后整體加熱至670-680℃,保溫5-7小時,然后空冷至室溫;
退火工序:將承載棒加溫至700-720℃,保溫15-20分鐘,然后爐冷至360-380℃后,保溫10-15分鐘,最后冷卻至室溫;
回火工序:回火溫度720-730℃,到溫后保溫12-15min,然后空冷至室溫;
調(diào)質(zhì)熱處理工序:采用一次正火+兩次回火,先正火:將承載棒加熱至630-720℃,到溫后保溫10-15min,然后空冷至室溫;再第一次回火:將承載棒加熱至820-830℃,到溫后保溫10-12min,然后空冷至室溫,然后進(jìn)行第二次回火;將承載棒加熱至960-980℃,到溫后保溫20-30min,然后空冷至室溫即可;
表面強(qiáng)化熱處理工序:將承載棒加熱至1000-1050℃,到溫后保溫10-18分鐘,然后采用水冷,以1-3℃/s的冷卻速度將承載棒水冷至室溫。
以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想,不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想,在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動,均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。