Фонова технологія:
Високоміцні кріпленняпотребують загартування та відпуску відповідно до технічних вимог.Термічна обробка, гартування та відпускполягає у покращенні комплексних механічних властивостей кріпильних виробів для досягнення заданої міцності на розтяг та коефіцієнта текучості виробів. Процес термічної обробки має вирішальний вплив на внутрішню якість високоміцних кріпильних виробів, особливо на їх внутрішню якість. Під час процесу термічної обробки гартуванням та відпуском певна кількість окислювального газу зазвичай подається ззовні печі. Окислювальний газ реагує з болтом, викликаючи зневуглецювання на поверхні болта. Через різні структури поверхні та внутрішньої структури він має різні коефіцієнти розширення. Під час гартування можуть виникати поверхневі тріщини, що знижує якість продукції. Традиційний процес термічної обробки включає безпосереднє розміщення болтів у гартівній печі для високотемпературного гартування. Під час процесу гартування та відпуску схильні до виникнення таких проблем, як недостатня твердість у загартованому стані, нерівномірна твердість у загартованому стані, надмірна деформація гартування та розтріскування при гартуванні. З огляду на це необхідно вдосконалити традиційний процес термічної обробки.
Елементи технічної реалізації:
Щоб усунути недоліки існуючої технології, метою цього винаходу є забезпечення процесу термічної обробки болтів з кращим ефектом гартування, покращеною якістю продукції та подовженим терміном служби продукції.
Для досягнення вищезазначених цілей цей винахід використовує наступне технічне рішення:
Процес термічної обробки болтів включає такі етапи:
S1. Дефосфоризація;
S2. Попередня обробка: Помістіть виріб у піч попереднього нагрівання та безперервно вводьте високотемпературний газоподібний азот у піч попереднього нагрівання. Після попереднього нагрівання протягом 2,5-3 годин вийміть його та помістіть у піч для цементації для цементації;
S3. Гартування: Помістіть виріб у гартівну піч та безперервно вводьте азот у гартівну піч. Після введення азоту протягом 30-40 хвилин, повільно підвищте температуру гартівної печі до 460-500 ℃ та підтримуйте її протягом 15-20 хвилин, перш ніж перейти до першого етапу гартування; Повільно підвищте температуру гартівної печі до 550~700 ℃ та підтримуйте її протягом 20~35 хвилин, перш ніж перейти до другого етапу гартування; Повільно підвищте температуру гартівної печі до 750-850 ℃ та підтримуйте її протягом 30-45 хвилин, перш ніж перейти до третього етапу гартування;
S4. Охолодження олією: Вийміть загартований продукт і помістіть його в перший резервуар для гартової олії для охолодження олією, перемішуючи кожні 15 хвилин і витримуючи протягом 20-30 хвилин; Після виймання помістіть його в другий резервуар для гартової олії для охолодження олією, перемішуючи кожні 15 хвилин, поки температура продукту не знизиться до 100 ℃;
S5. Видалення олії: Вийміть охолоджений продукт і дайте йому постояти 35-45 хвилин, а потім видаліть олію з поверхні продукту холодним повітрям;
S6. Відпуск: Помістіть знежирений виріб у піч для відпуску, встановіть температуру відпуску на 110-180 ℃, а час відпуску - на 1,5-3 години. Виконайте перший етап відпуску; підвищте температуру до 370-410 ℃ та відпускуйте протягом 3-6 годин, перш ніж переходити до другого етапу відпуску; після відпуску охолодіть виріб на повітрі до кімнатної температури.
Бажано, щоб на етапі s1 вище очищувальний розчин складався з наступних компонентів за масою: 20-36 частин бутилацетату, 10-13 частин полігліколевої кислоти, 16-20 частин амінооцтової кислоти, 13-22 частини етилакрилату, 5-9 частин солі триетаноламіну олеїнової кислоти, 3-16 частин етаноламіну та 18-26 частин води, що може ефективно видаляти масляні плями з поверхні виробу та не впливати на ефект гасіння.
Більш бажано, щоб вищезгаданий резервуар для дефосфоризації був оснащений розчином для дефосфоризації, для якого використовується розчин гідроксиду калію з концентрацією 2,2-6,5 г/л або розчин гідроксиду натрію з концентрацією 2,8-6,9 г/л.
Більш бажано, щоб на вищезгаданому етапі s2 високотемпературний газоподібний азот, що вводиться в піч попереднього нагрівання, був газоподібним азотом у печі гартування на етапі s3, зі швидкістю потоку 2,5-3,5 л/год. Завдяки попередньому нагріванню продукту очисний розчин на його поверхні може бути висушений, а раптове підвищення температури в печі гартування може запобігти впливу на якість продукту.
Далі, бажано, на кроці s3 вище, швидкість потоку азоту становить 4-5 л/год, що може видалити повітря з печі попереднього нагрівання, уникнути реакції окислення між киснем і продуктом, а також уникнути зневуглецювання, яке може призвести до руйнування різьбових кріплень та скоротити термін служби продукту.
Зокрема, на кроці s3 вище швидкість нагрівання гартівної печі протягом періоду нагрівання до 460-500 ℃ становить 30-40 ℃/хв, швидкість нагрівання протягом періоду нагрівання до 550-700 ℃ становить 50-60 ℃/хв, а швидкість нагрівання протягом періоду нагрівання до 750-850 ℃ становить 70-90 ℃/хв. Поетапне нагрівання та гартування можуть покращити ефект гартування продукту та покращити його якість.
Бажано, щоб на кроці s4 температура гартівної олії в першому резервуарі для гартівної олії становила 250-300 ℃, а температура гартівної олії в другому резервуарі для гартівної олії становила 50-70 ℃.
Більш бажано, щоб на кроці s5 вище температура холодного повітря становила 30-35 ℃, а швидкість вітру - 20-25 м/с.
Переваги цього винаходу полягають у тому, що процес термічної обробки болта є простим, легким в експлуатації та має хороший гартуючий ефект. Завдяки попередньому нагріванню виробу, очисний розчин на його поверхні може бути висушений, а різке підвищення температури в гартуючій печі може уникнути впливу на якість продукції; високотемпературний азот, що використовується в гартуючій печі, подається з гартуючої печі, що усуває нагрівальний пристрій у ній, що може заощадити енергію та зменшити виробничі витрати; впорскування азоту в печі попереднього нагрівання та гартування може видалити повітря всередині, уникаючи реакцій окислення між киснем та продуктом, тим самим запобігаючи зневуглецюванню та руйнуванню різьбових з'єднань, а також подовжуючи термін служби виробу; поетапне нагрівання та гартування може покращити гартуючий ефект виробу та покращити його якість; поетапне охолодження маслом може ефективно охолоджувати високотемпературні вироби, не погіршуючи їхню якість.
Конкретний метод впровадження
Далі наведено конкретний вступ до цього винаходу разом із конкретними варіантами його реалізації.
Приклад 1
Процес термічної обробки болтів включає такі етапи:
S1. Дефосфоризація;
Очисний розчин складається з наступних компонентів за масою: 20 частин бутилацетату, 10 частин полігліколевої кислоти, 16 частин амінооцтової кислоти, 13 частин етилакрилату, 5 частин солі триетаноламіну олеїнової кислоти, 3 частини етаноламіну та 18 частин води; Резервуар для дефосфоризації оснащений розчином для дефосфоризації, в якому використовується розчин гідроксиду калію з концентрацією 2,2 г/л;
S2. Попередня обробка: Помістіть виріб у піч попереднього нагрівання та безперервно вводьте високотемпературний газоподібний азот у піч попереднього нагрівання. Після попереднього нагрівання протягом 2,5 годин вийміть його та помістіть у піч для цементації для цементації;
S3. Гартування: Помістіть виріб у гартівну піч та безперервно вводьте газоподібний азот у гартівну піч. Швидкість потоку газоподібного азоту становить 4 л/год, і після введення газоподібного азоту протягом 30 хвилин, повільно підвищте температуру гартівної печі до 460 ℃, зі швидкістю нагрівання 30 ℃/хв, і підтримуйте її протягом 15 хвилин, перш ніж перейти до першого етапу гартування; Повільно підвищте температуру гартівної печі до 550 ℃, зі швидкістю нагрівання 50 ℃/хв, і підтримуйте її протягом 20 хвилин, перш ніж перейти до другого етапу гартування; Повільно підвищте температуру гартівної печі до 750 ℃, зі швидкістю нагрівання 70 ℃/хв, і підтримуйте її протягом 30 хвилин, перш ніж перейти до третього етапу гартування;
S4. Охолодження олією: Вийміть загартований продукт і помістіть його в перший резервуар для гартової олії для охолодження олією. Температура гартової олії становить 250 ℃, і перемішуйте кожні 15 хвилин протягом 20 хвилин; Після виймання помістіть його в другий резервуар для гартової олії для охолодження олією, при температурі гартової олії 50 ℃, і перемішуйте кожні 15 хвилин, поки температура продукту не знизиться до 100 ℃;
S5. Видалення олії: Вийміть охолоджений продукт і дайте йому постояти 35 хвилин. Здуйте олію з поверхні продукту холодним повітрям за температури 30 ℃ та швидкості вітру 20 м/с;
S6. Відпуск: Помістіть знежирений виріб у піч для відпуску, встановіть температуру відпуску до 110 ℃, а час відпуску – до 1,5 години. Виконайте перший етап відпуску; підвищте температуру до 370 ℃, відпускуйте протягом 3 годин і перейдіть до другого етапу відпуску; після відпуску охолодіть виріб на повітрі до кімнатної температури.
Високотемпературний газоподібний азот, що подається в піч попереднього нагрівання на кроці s2 цього варіанту реалізації, є газоподібним азотом з гартівної печі на кроці s3, а швидкість потоку високотемпературного газоподібного азоту становить 2,5 л/год.
Приклад 2
Етапи процесу в цьому варіанті реалізації такі ж, як і в Прикладі 1, за винятком специфічних умов процесу, які включають такі етапи:
S1. Дефосфоризація: помістіть виріб у мийну машину та залийте мийним розчином, доки виріб повністю не зануриться в нього. Встановіть температуру очищення до 50 ℃ та перемішуйте кожні 15 хвилин. Після 3 годин очищення вийміть виріб та помістіть його в резервуар для дефосфоризації;
Очисний розчин складається з наступних компонентів за масою: 36 частин бутилацетату, 13 частин полігліколевої кислоти, 20 частин амінооцтової кислоти, 22 частини етилакрилату, 9 частин солі триетаноламіну олеїнової кислоти, 16 частин етаноламіну та 26 частин води; Резервуар для дефосфоризації оснащений розчином для дефосфоризації, який вибирається як розчин гідроксиду калію з концентрацією 6,5 г/л або розчин гідроксиду натрію з концентрацією 6,9 г/л;
S2. Попередня обробка: Помістіть виріб у піч для попереднього нагрівання та безперервно вводьте високотемпературний газоподібний азот у піч для попереднього нагрівання. Після попереднього нагрівання протягом 3 годин вийміть його та помістіть у піч для карбюризації для карбюризації;
S3. Гартування: Помістіть виріб у гартівну піч та безперервно вводьте газоподібний азот у гартівну піч. Швидкість потоку газоподібного азоту становить 5 л/год, і після введення газоподібного азоту протягом 40 хвилин, повільно підвищте температуру гартівної печі до 500 ℃, зі швидкістю нагрівання 40 ℃/хв, і підтримуйте її протягом 20 хвилин, перш ніж переходити до першого етапу гартування; Повільно підвищте температуру гартівної печі до 700 ℃, зі швидкістю нагрівання 60 ℃/хв, і витримуйте протягом 35 хвилин, перш ніж переходити до другого етапу гартування; Повільно підвищте температуру гартівної печі до 850 ℃, зі швидкістю нагрівання 90 ℃/хв, і витримуйте протягом 45 хвилин, перш ніж переходити до третього етапу гартування;
S4. Охолодження олією: Вийміть загартований продукт і помістіть його в перший резервуар для гартової олії для охолодження олією. Температура гартової олії становить 300 ℃, і перемішуйте кожні 15 хвилин протягом 30 хвилин; Після виймання помістіть його в другий резервуар для гартової олії для охолодження олією, при температурі гартової олії 70 ℃, і перемішуйте кожні 15 хвилин, поки температура продукту не знизиться до 100 ℃;
S5. Видалення олії: Вийміть охолоджений продукт і дайте йому постояти 45 хвилин. Здуйте олію з поверхні продукту холодним повітрям за температури 35 ℃ та швидкості вітру 25 м/с;
S6. Відпуск: Помістіть знежирений виріб у піч для відпуску, встановіть температуру відпуску до 180 ℃, а час відпуску – до 3 годин. Виконайте перший етап відпуску; підвищте температуру до 410 ℃, відпускуйте протягом 6 годин і перейдіть до другого етапу відпуску; після відпуску охолодіть виріб на повітрі до кімнатної температури.
Високотемпературний газоподібний азот, що подається в піч попереднього нагрівання на кроці s2 цього варіанту реалізації, є газоподібним азотом з гартівної печі на кроці s3, з витратою 3,5 л/год для високотемпературного газоподібного азоту.
Приклад 3
Етапи процесу в цьому варіанті реалізації такі ж, як і в Прикладі 1, за винятком специфічних умов процесу, які включають такі етапи:
S1. Дефосфоризація;
Мийний розчин складається з наступних компонентів за масою: 28 частин бутилацетату, 12 частин полігліколевої кислоти, 18 частин амінооцтової кислоти, 18 частин етилакрилату, 7 частин солі триетаноламіну олеїнової кислоти, 10 частин етаноламіну та 22 частини води; Резервуар для дефосфоризації оснащений розчином для дефосфоризації, в якості якого обраний розчин гідроксиду натрію з концентрацією 4,5 г/л;
S2. Попередня обробка: Помістіть виріб у піч попереднього нагрівання та безперервно вводьте високотемпературний газоподібний азот у піч попереднього нагрівання. Після попереднього нагрівання протягом 2,7 годин вийміть його та помістіть у піч для карбюризації для карбюризації;
S3. Гартування: Помістіть виріб у гартівну піч та безперервно вводьте газоподібний азот у гартівну піч. Швидкість потоку газоподібного азоту становить 4,5 л/год, і після введення газоподібного азоту протягом 35 хвилин, повільно підвищте температуру гартівної печі до 480 ℃, зі швидкістю нагрівання 35 ℃/хв, і підтримуйте її протягом 18 хвилин, перш ніж перейти до першого етапу гартування; Повільно підвищте температуру гартівної печі до 575 ℃, зі швидкістю нагрівання 55 ℃/хв, і підтримуйте її протягом 27 хвилин, перш ніж перейти до другого етапу гартування; Повільно підвищте температуру гартівної печі до 800 ℃, зі швидкістю нагрівання 80 ℃/хв, і підтримуйте її протягом 38 хвилин, перш ніж перейти до третього етапу гартування;
S4. Охолодження олією: Вийміть загартований продукт і помістіть його в перший резервуар для гартової олії для охолодження олією. Температура гартової олії становить 275 ℃, і перемішуйте кожні 15 хвилин протягом 25 хвилин; Після виймання помістіть його в другий резервуар для гартової олії для охолодження олією, при температурі гартової олії 60 ℃, і перемішуйте кожні 15 хвилин, поки температура продукту не знизиться до 100 ℃;
S5. Видалення олії: Вийміть охолоджений продукт і дайте йому постояти 40 хвилин. Здуйте олію з поверхні продукту холодним повітрям, температурою 33 ℃ та швидкістю вітру 22 м/с;
S6. Відпуск: Помістіть знежирений виріб у піч для відпуску, встановіть температуру відпуску до 145 ℃, а час відпуску – до 2,2 години. Виконайте перший етап відпуску; підвищте температуру до 390 ℃, відпускуйте протягом 4,5 години та перейдіть до другого етапу відпуску; Після відпуску охолодіть виріб на повітрі до кімнатної температури.
Високотемпературний азот, що вводиться в піч попереднього нагрівання на етапі s2 цього варіанту реалізації, є азотом у печі гартування на етапі s3, з витратою 3 л/год.
Випробування механічних характеристик
Згідно з результатами випробувань, можна побачити, що рівень міцності болтів, оброблених процесом термічної обробки за цим винаходом, перевищує 10,5, що відповідає вимогам якості.
Процес термічної обробки болта, що відповідає цьому винаходу, є простим, легким в експлуатації та має хороший гартуючий ефект. Попереднє нагрівання виробу дозволяє висушити очисний розчин на його поверхні, а раптове підвищення температури в гартуючій печі може запобігти впливу на якість продукції; Високотемпературний азот, що використовується в гартуючій печі, надходить з гартуючої печі, що усуває необхідність нагрівального пристрою в ній, що дозволяє заощадити енергію та зменшити виробничі витрати; Введення азоту в гартуючу та гартуючу печі може видалити повітря всередині, уникаючи реакцій окислення між киснем та продуктом, тим самим запобігаючи зневуглецюванню та руйнуванню різьбових з'єднань, а також подовжуючи термін служби виробу; Поетапне нагрівання та гартування може покращити гартуючий ефект виробу та покращити його якість; Поетапне охолодження маслом може ефективно охолоджувати високотемпературні вироби, не погіршуючи їхню якість.
В описі цієї специфікації посилання на такі терміни, як «один варіант реалізації», «деякі варіанти реалізації», «приклади», «конкретні приклади» або «деякі приклади», означає, що конкретні ознаки, структури, матеріали або ознаки, описані разом з варіантом реалізації або прикладом, включені принаймні в один варіант реалізації або приклад цього винаходу. У цій специфікації схематичні вирази вищезазначених термінів не обов'язково відносяться до тих самих варіантів реалізації або прикладів. Крім того, описані конкретні ознаки, структури, матеріали або ознаки можуть бути поєднані відповідним чином в будь-якому одному або кількох варіантах реалізації або прикладах.
Вищезазначене показує та описує основні принципи, основні характеристики та переваги цього винаходу. Техніки в цій галузі повинні розуміти, що вищезазначені варіанти реалізації жодним чином не обмежують цей винахід, і будь-які технічні рішення, отримані шляхом еквівалентної заміни або еквівалентного перетворення, підпадають під сферу захисту цього винаходу.
Час публікації: 04 квітня 2023 р.