本發(fā)明涉及熱處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理工藝及裝置。

背景技術(shù)：

21NiCrMo5H是一種合金鋼，多用于齒輪，又被稱為齒輪鋼。通常，大部分鋼要經(jīng)過熱處理之后才進(jìn)行使用，熱處理工藝不但可以強(qiáng)化金屬材料、充分挖掘材料性能潛力、降低結(jié)構(gòu)重量、節(jié)省和能源，而且能夠提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量、大幅度延長(zhǎng)機(jī)器零件的使用壽命。

傳統(tǒng)的對(duì)21NiCrMo5H進(jìn)行熱處理工藝中，采用堆放方式將21NiCrMo5H進(jìn)行裝爐加熱，加熱到工藝要求溫度后保溫一定時(shí)間再出爐，出爐后在自然空氣中冷卻，冷卻時(shí)工件仍然是堆放在一起的。采用這種熱處理工藝，一方面，由于工件裝爐時(shí)采用堆放的方式進(jìn)行，使位于外部和位于內(nèi)部的工件加熱程度不同，工件加熱不均勻；另一方面，堆放在外部和內(nèi)部的工件冷卻速度不同，由于冷卻速度不同，使得同一爐正火工件的金相組織等級(jí)不均勻、硬度散差較大，且采用空冷方式進(jìn)行冷卻的影響因素較多，如氣候不同等使冷卻速度差異較大，工件的冷卻速度不穩(wěn)定，這種組織和性能的不均勻性和不穩(wěn)定性，會(huì)造成產(chǎn)品后續(xù)熱處理變形無規(guī)律的后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理工藝及裝置，使21NiCrMo5H鋼制鍛件的金相、晶粒度達(dá)到質(zhì)量要求，為后續(xù)機(jī)加工、熱處理提供質(zhì)量保證。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理工藝，所述工藝方法包括如下步驟：

S101：預(yù)熱：將21NiCrMo5H的鋼制鍛件送入加熱爐中加熱至750-880℃，其中，所述加熱方式采用懸掛加熱，工件與工件之間，獨(dú)立加熱，互不干擾；

采用懸掛加熱的方式可以保證工件整體加熱、等溫溫度均勻，改變了傳統(tǒng)加熱工藝疊壓、重復(fù)加熱和浪費(fèi)能源的缺點(diǎn)。

S102：保溫：將所述預(yù)熱好的鋼制鍛件繼續(xù)升溫至920-950℃進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間按每毫米有效厚度保溫0.5-1.2分鐘計(jì)算；

S103：快冷：將所述保溫后的鋼制鍛件從加熱爐中取出，快速冷卻至650-720℃，冷卻時(shí)間為10-20秒；

S104：空冷：將所述快冷后的鋼制鍛件在620-650℃條件下保溫2-3小時(shí)，然后空冷至100℃以下。

優(yōu)選的，所述步驟S103中，所述快速冷卻時(shí)，工件與工件之間互不接觸，獨(dú)立冷卻。

冷卻時(shí)，工件與工件之間互不接觸，使工件整體快速、均勻的冷卻，冷卻速度穩(wěn)定，且工件與工件之間冷卻速度基本相同，使同一批加工的工件的金相組織、硬度等基本相同，金相等級(jí)均勻。

優(yōu)選的，所述步驟S103中，快速冷卻方式采用高壓水霧。

采用高壓風(fēng)機(jī)和水霧合理配比（根據(jù)具體工件大小和工藝要求而定）進(jìn)行冷卻，使工件整體快速、均勻的冷卻到工藝要求溫度。

本發(fā)明還提供一種熱處理裝置，用于實(shí)現(xiàn)上述的熱處理工藝，所述熱處理裝置包括加熱爐、急冷室和保溫室，所述加熱爐與所述保溫室平行設(shè)置，且所述加熱爐與所述保溫室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，所述急冷室位于所述加熱爐和所述保溫室的一側(cè)，所述加熱爐包括爐體、所述爐體內(nèi)的頂部設(shè)置有軌道，所述軌道上等間距固定有多個(gè)可沿軌道移動(dòng)的小車，每個(gè)所述小車上設(shè)有用于懸掛工件的吊鉤，所述爐體的兩端分別設(shè)置有進(jìn)料門和出料門。

優(yōu)選的，所述急冷室包括箱體，所述箱體內(nèi)的頂部設(shè)置有“S”形軌道，所述“S”形軌道的兩端分別與所述加熱爐內(nèi)的軌道和保溫室內(nèi)的軌道固定連接，所述箱體靠近所述加熱爐的一端設(shè)有進(jìn)料口，靠近所述保溫室的一端設(shè)有出料口，且所述箱體的前端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，后端設(shè)有出風(fēng)口。

優(yōu)選的，所述爐體包括內(nèi)爐體和外爐體，所述內(nèi)爐體和所述外爐體之間設(shè)置有保溫層。

優(yōu)選的，所述箱體包括內(nèi)箱體和外箱體，所述內(nèi)箱體和所述外箱體之間設(shè)置有保溫層。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包含以下有益效果：

本發(fā)明提供一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理工藝，所述工藝方法包括：預(yù)熱、保溫、快冷、空冷等步驟，采用本發(fā)明的熱處理工藝處理的21NiCrMo5H鋼制鍛件，其金相、晶粒度均達(dá)到質(zhì)量要求，為后續(xù)機(jī)加工、熱處理等提供了質(zhì)量保證。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單介紹，顯而易見的，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理工藝的方法流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理裝置的加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理裝置的急冷室的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理工藝流程圖，以下實(shí)施例提供的熱處理工藝均以圖1所示的方法流程為基礎(chǔ)。

實(shí)施例1

本發(fā)明提供一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理工藝，按照如下步驟進(jìn)行：

S101：預(yù)熱：將21NiCrMo5H的鋼制鍛件送入加熱爐中，采用懸掛加熱的方式加熱至750℃，懸掛加熱時(shí)工件與工件之間，獨(dú)立加熱，互不干擾；

S102：保溫：將所述預(yù)熱好的鋼制鍛件繼續(xù)升溫至920℃進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間按每毫米有效厚度保溫0.5分鐘計(jì)算，例如，當(dāng)鋼制鍛件的厚度為10毫米時(shí)，保溫時(shí)間為：100毫米*0.5分鐘=50分鐘；

S103：快冷：將所述保溫后的鋼制鍛件從加熱爐中取出，快速冷卻至650℃，冷卻時(shí)間為15秒，快速冷卻過程中，工件與工件之間互不接觸，獨(dú)立冷卻；

S104：空冷：將所述快冷后的鋼制鍛件在620℃條件下保溫2小時(shí)，然后空冷至100℃。

實(shí)施例2

本發(fā)明提供一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理工藝，按照如下步驟進(jìn)行：

S101：預(yù)熱：將21NiCrMo5H的鋼制鍛件送入加熱爐中，采用懸掛加熱的方式加熱至880℃，懸掛加熱時(shí)工件與工件之間，獨(dú)立加熱，互不干擾；

S102：保溫：將所述預(yù)熱好的鋼制鍛件繼續(xù)升溫至950℃進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間按每毫米有效厚度保溫1.2分鐘計(jì)算，例如，當(dāng)鋼制鍛件的厚度為10毫米時(shí)，保溫時(shí)間為：100毫米*1.2分鐘=120分鐘；

S103：快冷：將所述保溫后的鋼制鍛件從加熱爐中取出，快速冷卻至720℃，冷卻時(shí)間為20秒，快速冷卻過程中，工件與工件之間互不接觸，獨(dú)立冷卻；

S104：空冷：將所述快冷后的鋼制鍛件在650℃條件下保溫3小時(shí)，然后空冷至60℃。

實(shí)施例3

本發(fā)明提供一種21NiCrMo5H鋼制鍛件的熱處理工藝，按照如下步驟進(jìn)行：

S101：預(yù)熱：將21NiCrMo5H的鋼制鍛件送入加熱爐中，采用懸掛加熱的方式加熱至800℃，懸掛加熱時(shí)工件與工件之間，獨(dú)立加熱，互不干擾；

S102：保溫：將所述預(yù)熱好的鋼制鍛件繼續(xù)升溫至940℃進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間按每毫米有效厚度保溫1.0分鐘計(jì)算，例如，當(dāng)鋼制鍛件的厚度為10毫米時(shí)，保溫時(shí)間為：100毫米*1.0分鐘=100分鐘；

S103：快冷：將所述保溫后的鋼制鍛件從加熱爐中取出，快速冷卻至680℃，冷卻時(shí)間為20秒，快速冷卻過程中，工件與工件之間互不接觸，獨(dú)立冷卻；

S104：空冷：將所述快冷后的鋼制鍛件在630℃條件下保溫2.5小時(shí)，然后空冷至80℃。

對(duì)上述實(shí)施例1至實(shí)施例3的熱處理方法得到的工件的性能進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)測(cè)試，采用本發(fā)明提供的熱處理工藝處理后的21NiCrMo5H的鋼制鍛件，其金相、晶粒度均能達(dá)到質(zhì)量要求，為后續(xù)機(jī)加工、熱處理等提供質(zhì)量保證，采用本發(fā)明的熱處理工藝處理的鍛件經(jīng)過后續(xù)滲碳處理后，各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均能夠滿足JB/T6396《大型合金結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》的要求。

參見圖2至圖4，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種熱處理裝置，上述實(shí)施例1至實(shí)施例3所述的熱處理工藝均使用本發(fā)明實(shí)施例提供的熱處理裝置進(jìn)行。

由圖2可知，所述熱處理裝置包括加熱爐1、急冷室2和保溫室3，所述加熱爐1與所述保溫室3平行設(shè)置，且所述加熱爐1與所述保溫室3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示，所述急冷室2位于所述加熱爐1和所述保溫室3的一側(cè)，所述加熱爐1包括爐體11、所述爐體11內(nèi)的頂部設(shè)置有軌道12，所述軌道12上等間距固定有多個(gè)可沿軌道移動(dòng)的小車13，每個(gè)所述小車13上設(shè)有用于懸掛工件的吊鉤14，所述爐體11的兩端分別設(shè)置有進(jìn)料門15和出料門16。

進(jìn)一步，如圖3所示，所述急冷室2包括箱體21，所述箱體21內(nèi)的頂部設(shè)置有“S”形軌道22，所述“S”形軌道22的兩端分別與所述加熱爐1內(nèi)的軌道12和保溫室3內(nèi)的軌道12固定連接，所述箱體21靠近所述加熱爐1的一端設(shè)有進(jìn)料口23，靠近所述保溫室3的一端設(shè)有出料口24，且所述箱體21的前端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口25，后端設(shè)有出風(fēng)口26，所述進(jìn)風(fēng)口25連接高壓風(fēng)機(jī)，以使箱體21內(nèi)通入高壓空氣。

本實(shí)施例中，所述加熱爐1、急冷室2及保溫室3內(nèi)均可以設(shè)置紅外測(cè)溫儀，以對(duì)工件的實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行測(cè)量，所述急冷室2可與PC等設(shè)備連接，自動(dòng)控制。

具體的，所述爐體包括內(nèi)爐體和外爐體，所述內(nèi)爐體和所述外爐體之間設(shè)置有保溫層；所述箱體包括內(nèi)箱體和外箱體，所述內(nèi)箱體和所述外箱體之間設(shè)置有保溫層。

使用時(shí)，操作人員在進(jìn)料門15外側(cè)的外側(cè)將工件分別懸掛于每個(gè)吊鉤14上，然后工件隨著小車13在軌道12上移動(dòng)，并通過進(jìn)料門15進(jìn)入爐體11的內(nèi)部，處于懸掛狀態(tài)的工件在爐體11內(nèi)進(jìn)行均勻加熱，并在加熱到預(yù)定溫度后保溫預(yù)定的時(shí)間，然后依次通過出料門16及急冷室2的進(jìn)料門23進(jìn)入急冷室2的箱體21內(nèi)，并在“S”形軌道22上繼續(xù)移動(dòng)，在此過程中，進(jìn)風(fēng)口25通過高壓風(fēng)機(jī)鼓入高壓空氣，并與水霧合理配比，對(duì)“S”形軌道22上懸掛的工件進(jìn)行快速冷卻，由于工件沿著“S”形軌道22不時(shí)的改變前進(jìn)方向，從而可以間接的改變工件在箱體21內(nèi)受到的高壓水霧份方向，使工件各個(gè)方向以均勻的速度快速冷卻，從而得到阻止均勻的結(jié)構(gòu)；快速冷卻結(jié)束后，工件依次通過急冷室2的出料門24和保溫室3的進(jìn)料門，進(jìn)入保溫室3進(jìn)行保溫，保溫室3內(nèi)預(yù)先設(shè)置好需要保溫的溫度，保溫完成后，使工件隨著小車13從保溫室3的出料門移出，再空冷至預(yù)定溫度。

當(dāng)然，上述說明也并不僅限于上述舉例，本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述；以上實(shí)施例及附圖僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案并非是對(duì)本發(fā)明的限制，參照優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發(fā)明的宗旨，也應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。