專利名稱：一種鋼材樣品熱處理時表面保護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬熱處理領(lǐng)域，特別涉及一種鋼材樣品熱處理時表面保護方法。
背景技術(shù)：
在鋼鐵產(chǎn)品加工過程中，常常使用到各種熱處理，例如在螺栓、螺母等緊固件加エ過程中，為了便于冷鐓，常在700 780°C保溫4 8小時，進行球化或軟化退火，降低原始盤條的強度和硬度，提高塑性，從而減小冷鐓模具的耗損，避免エ件開裂；在線材、薄板的冷拔、冷軋過程中，為了消除加工硬化現(xiàn)象，將其在奧氏體化溫度以下50 150°C保溫一段時間，使其發(fā)生再結(jié)晶退火；對于ー些合金鑄件，為了提高化學(xué)成分的均勻性，常在其不發(fā)生熔化的前提下，在盡可能高的溫度下保溫較長時間，采用均勻化退火使合金元素擴散均勻。熱處理需要的溫度一般較高，約200°C 1200°C不等，保溫時間較長，約幾小時到數(shù)十小吋。鋼材在普通熱處理中，在高溫下長時間保溫，常常造成材料表面脫碳，生成較厚的氧化皮，造成エ件尺寸減小，表面組織變化，性能變差。為了在熱處理時保護好エ件的表面，防止脫碳和氧化，傳統(tǒng)的方法是采用真空熱處理爐或者氣氛保護爐。真空熱處理爐需要配備ー套昂貴的真空系統(tǒng)，使用和維護成本很高；而氣氛保護爐需要消耗大量的保護氣體，易造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供ー種用普通熱處理爐對鋼鐵樣品進行熱處理時保護表面的方法，使用本方法進行熱處理時樣品不生成氧化皮、無脫碳、表面質(zhì)量好。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種鋼材樣品熱處理時表面保護方法，包括以下步驟I)放入占容器總?cè)莘e10% 40%的ニ氧化硅粉末并壓實，然后放入樣品；2)放入占容器總?cè)莘e55% 85%的ニ氧化娃粉末并壓實,將樣品包埋,ニ氧化娃厚度彡5mm ；3)放入占容器總?cè)莘e5% 35%的石墨粉末并壓實，蓋上容器蓋用高溫?zé)o機膠密封；4)待高溫?zé)o機膠固化后，將容器放入熱處理爐中進行熱處理。針對以上方法，對エ藝步驟和輔助材料具體說明如下I)容器中首先要放入占容積約10 40%的ニ氧化硅粉末，然后在正中間放入樣品，接著再放入總體積約55 85%的ニ氧化硅粉末，將樣品包埋，最后放入總體積約5 35%的石墨粉末。選用ニ氧化硅粉末包埋樣品的原因是其性質(zhì)穩(wěn)定，不易與樣品表面發(fā)生反應(yīng)。同時材料便宜而豐富，易于取用。先放入一定量的ニ氧化硅粉末在容器中，可防止樣品直接和容器底部接觸，導(dǎo)致受熱不均。最后加入少量的石墨粉，與容器中殘存的少量氧氣發(fā)生反應(yīng)，保護樣品表面不被氧化。2)嚴禁石墨粉和樣品接觸，兩者至少相隔5毫米，防止高溫下樣品表面滲碳。、
3)選用普通有蓋的陶瓷容器，容器和容器蓋之間需用陶瓷專用的耐高溫?zé)o機膠密封。待高溫膠需要固化好后，才能放入熱處理爐內(nèi)。固化程序為室溫保持12h 24h，或者是100 200°C保溫2h 6h，高溫膠耐熱溫度大于1700°C。用高溫膠密封容器，保證空氣不進入，杜絕氧氣來源。高溫膠必須固化后才允許放入爐內(nèi)，否則，高溫膠會粘結(jié)不牢固或者發(fā)生開裂，導(dǎo)致密封失敗。高溫膠耐熱溫度必須大于熱處理時最高溫度，否則，高溫膠在爐內(nèi)發(fā)生熔化，也會導(dǎo)致密封失敗。選用耐熱溫度大于1700°C的高溫膠，遠遠高于鋼鐵產(chǎn)品熱處理溫度，因此高溫膠不會發(fā)生熔化。
4) ニ氧化硅粉末和石墨粉末的粒度均約為ΙΟΟμπι 500μπι，粉末需要壓實。若ニ氧化硅粉末和石墨粉末的粒度過大，容易疏松，不易壓實，內(nèi)部氣孔較多，殘留的的氧氣也較多，易使樣品表面發(fā)生氧化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，僅用常見的材料和熱處理爐，就能在熱處理時對鋼鐵樣品表面進行保護，方法簡單，取材方便，易于操作，表面保護的效果顯著，尤其適用小型樣品的熱處理。
具體實施例方式下面用實施例對本發(fā)明作進ー步闡述，但這些實施例絕非對本發(fā)明有任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書的啟示下對本發(fā)明實施中所作的任何變動都將落在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。實施例I用本方法對合金冷鐓鋼盤條SCM435在球化退火時進行表面保護SCM435用于制造12. 9級高強度緊固件，其加工過程中需要對盤條進行球化退火，降低盤條的強度，提高塑性，利于冷鐓成型。取規(guī)格Φ14πιπι的SCM435熱軋態(tài)盤條，利用本發(fā)明的所述方法，在其退火時對表面進行保護，具體如下(I)取長28mm的SCM435盤條3段和容積為IOOml的普通陶瓷容器I個。先在容器中放入約25ml ニ氧化硅粉末并壓實，粒度約為350 450 μ m ;然后在正中間放入樣品，接著放入約70ml的ニ氧化硅粉末并壓實，將樣品埋入，保證樣品在容器正中間；最后放入約5ml的石墨粉末并壓實，粒度為300 400 μ m，樣品和石墨粉之間約有15mm的距離，蓋好
容器蓋。(2)用陶瓷專用的耐高溫?zé)o機膠將容器蓋和容器密封，然后將樣品放入房間，讓其在室溫下持續(xù)20h。耐高溫?zé)o機膠的耐熱溫度為1730°C。(3)將整個容器放入加熱爐中，加熱爐為普通箱式爐，無氣氛保護，無真空設(shè)備。試驗結(jié)束后，取出樣品，切割得到其橫截面樣品，按照金相制備程序制備金相樣品，用于觀察表面組織和氧化皮厚度，邊緣組織無脫碳；氧化皮厚度25. 85 μ m，熱軋態(tài)氧化皮厚度20 35 μ m，兩者厚度接近，說明沒有生成較厚的氧化皮。
權(quán)利要求
1.一種鋼材樣品熱處理時表面保護方法，其特征在于，包括以下步驟 .1)放入占容器總?cè)莘e10% 40%的ニ氧化硅粉末并壓實，然后放入樣品； .2)放入占容器總?cè)莘e55% 85%的ニ氧化娃粉末并壓實,將樣品包埋,ニ氧化娃厚度≥5mm ； .3)放入占容器總?cè)莘e5% 35%的石墨粉末并壓實，蓋上容器蓋用高溫?zé)o機膠密封； .4)待高溫?zé)o機膠固化后，將容器放入熱處理爐中進行熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼材樣品熱處理時表面保護方法，其特征在于在步驟I)或步驟2)或步驟3)中所述的粉末粒度為100 μ m 500 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼材樣品熱處理時表面保護方法，其特征在于步驟 .3)所述的高溫?zé)o機膠耐熱溫度大于1700°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼材樣品熱處理時表面保護方法，其特征在于所述的高溫?zé)o機膠固化為室溫下持續(xù)12h 24h，或100 200°C保溫2h 6h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼材樣品熱處理時表面保護方法。其按以下步驟進行在容器中先放入占容器總?cè)莘e10％～40％的二氧化硅粉末；然后放入樣品，接著放入占容積55％～85％的二氧化硅粉末將樣品包埋；最后放入占容積5％～35％的石墨粉末，蓋好容器蓋，并用耐高溫?zé)o機膠將容器密封；待高溫膠固化后，將容器放入熱處理爐中進行熱處理。采用本發(fā)明熱處理后鋼鐵樣品表面無氧化皮，無脫碳。與傳統(tǒng)熱處理保護方法相比，本發(fā)明具有較好地保護樣品表面、操作簡便、成本低廉、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。
文檔編號C21D1/68GK102634645SQ20121014358
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者沈奎, 王世芳, 麻晗 申請人:江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司