一種h80合金的半退火方法
【專利摘要】一種H80合金的半退火方法,其中采用了自制的熱處理裝置,其結(jié)構(gòu)包含自動(dòng)上料系統(tǒng)、加熱主體、冷卻主體、鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制柜;其中自動(dòng)上料系統(tǒng)、加熱主體、冷卻主體及鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)依次連接,且均分別與控制柜連接;操作過程包括設(shè)置加熱主體各區(qū)溫度、開通保護(hù)氣體、加熱主體升溫、上料、預(yù)熱、加熱、冷卻及下料。在惰性氣體氮?dú)獗Wo(hù)下對(duì)合金進(jìn)行預(yù)熱、加熱和冷卻以實(shí)現(xiàn)H80合金的半退火過程。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化的進(jìn)料與出料,整個(gè)半退火過程所用的時(shí)間約為50min,所需要的時(shí)間縮短到井式爐或箱式爐半退火時(shí)間的1/6;整個(gè)半退火過程中管坯受熱均勻,有效地避免了由于管坯受熱不均所造成的成型破裂。
【專利說明】
一種H80合金的半退火方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱處理方法,特別是一種H80合金的半退火方法。
【背景技術(shù)】
[0002] H80合金是銅一鋅二元系a單相黃銅,通過熱處理退火可以具有很高的塑性,冷加 工性能良好,可以成型形狀復(fù)雜的彈性元件。由于H80是一種冷變形強(qiáng)化型的銅基合金,彈 性元件所需的彈性由冷變形獲得,同時(shí)由于彈性元件成型時(shí)的變形量達(dá)不到所需的強(qiáng)化程 度,因此對(duì)管坯在成型前的最后一次退火采用不完全退火即半退火,以保留一部分拉伸管 坯時(shí)的冷變形量。
[0003] 目前,H80合金的半退火是在普通的井式爐或箱式爐中進(jìn)行,半退火溫度為470°C ~490°C,保溫時(shí)間為120min~150min。為防止氧化,將管坯裝筒或裝箱加木炭泥封,然后放 入井式爐或箱式爐中開始升溫到470°C~490°C,保溫120min~150min,然后關(guān)掉加熱裝置 打開井式爐或箱式爐使管坯隨筒或箱在空氣中冷卻,整個(gè)半退火過程大概需要6小時(shí)。在井 式爐或箱式爐加熱的過程中,由于溫度是由井式爐或箱式爐的分布在爐壁上的加熱裝置產(chǎn) 生的熱量傳遞到管坯,因此靠近爐壁和遠(yuǎn)離爐壁的管坯受熱時(shí)間不同,從而導(dǎo)致管坯在半 退火過程中受熱不夠均勻;另外,由于裝管坯的筒密封不完全,所以在零件表面會(huì)有一定程 度的污染。上述兩種因素均是造成管坯在成型過程中發(fā)生破裂的主要原因。同時(shí),由于井式 爐或箱式爐容積有限、升溫及隨爐冷卻時(shí)間較長,所以用以上方法進(jìn)行半退火的效率較低, 無法完成批量化、連續(xù)化生產(chǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,目前所使用的H80合金半退火工藝半退火的效率 較低,無法完成批量化、連續(xù)化生產(chǎn);且生產(chǎn)過程中存在加熱不均勻、表面污染的問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:提供一種H80合金的半退火方 法,其中采用了自制的熱處理裝置,其結(jié)構(gòu)包含自動(dòng)上料系統(tǒng)、加熱主體、冷卻主體、鏈?zhǔn)骄W(wǎng) 帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制柜;其中自動(dòng)上料系統(tǒng)、加熱主體、冷卻主體及鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)依次連 接,且均分別與控制柜連接。
[0006] 所述加熱主體包括預(yù)熱臺(tái)與加熱區(qū),設(shè)置有6個(gè)加熱區(qū)。
[0007] 所述自動(dòng)上料系統(tǒng),由鏈傳動(dòng)屬性的輥棒排組成,位于加熱主體前與加熱主體輸 送網(wǎng)帶銜接,用于手工放料。
[0008] 所述加熱主體,分為預(yù)熱段和加熱段兩部分,由爐門、爐膛、馬弗管和加熱元件組 成,布置采用抽斗式,便于檢修方便。
[0009] 所述冷卻主體,冷卻通道內(nèi)有保護(hù)氣氛、通道外層充滿循環(huán)冷卻水,加熱后的管還 通過冷卻通道在保護(hù)氣氛下進(jìn)行快速冷卻。
[0010]所述鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),貫穿爐身是裝載熱處理管坯連續(xù)熱處理的輸送裝置,提 供150~600mm/min的傳送速度。
[0011] 所述控制柜包括氮基保護(hù)氣氛控制裝置、電氣控制裝置及溫度控制裝置,其中電 氣控制裝置與將制氮機(jī)產(chǎn)生的氮?dú)馔ㄟ^氣體流量計(jì)控制通往加熱主體中的馬弗管內(nèi);電氣 控制裝置分別連接自動(dòng)上料系統(tǒng)、加熱主體、冷卻主體及鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),每個(gè)系統(tǒng)可以 獨(dú)立被控制和調(diào)節(jié);溫度控制裝置控制加熱主體的6個(gè)加熱區(qū)的溫度在設(shè)定溫度范圍內(nèi);所 述控制柜,用于控制整個(gè)熱處理裝置的開關(guān)、氮基保護(hù)氣氛的開關(guān)與氣流大小、各加熱區(qū)溫 度控制和調(diào)節(jié),同時(shí)帶有多點(diǎn)無紙記錄儀記錄任何一區(qū)的工作記錄并帶有超溫報(bào)警系統(tǒng)。
[0012] 操作過程包括設(shè)置加熱主體各區(qū)溫度一一開通保護(hù)氣體一一加熱主體升溫一一 上料--預(yù)熱--加熱--冷卻--下料。在惰性氣體氮?dú)獗Wo(hù)下對(duì)合金進(jìn)行預(yù)熱、加熱 和冷卻以實(shí)現(xiàn)H80合金的半退火過程;具體操作過程如下: (1) 設(shè)定加熱主體6個(gè)加熱區(qū)的溫度分別為530°C、530°C、530°C、525°C、525°C、525°C, 同時(shí)將氮?dú)馔ㄈ霟崽幚硌b置中將裝置中的空氣排出以實(shí)現(xiàn)管坯在氮?dú)獗Wo(hù)氣氛下的加熱, 當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定值時(shí)熱處理裝置中已充滿氮?dú)鈿夥眨?(2) 將鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶的傳送速度調(diào)為550mm/min,然后將H80合金管坯放入料盤中,通過網(wǎng)帶 將盛有管坯的料盤送入有氮?dú)鈿夥毡Wo(hù)的熱處理裝置中,管坯在網(wǎng)帶的傳送下經(jīng)過預(yù)熱、 加熱和冷卻3個(gè)工作段即可完成管坯的半退火,整個(gè)半退火過程大概需要50min。
[0013]對(duì)H80合金試驗(yàn)表明,使用井式爐或箱式爐半退火后材料的晶粒度分布為20~28y m、硬度分布HV98~HV124,采用本方法半退火后材料的晶粒度為23~27wn,硬度為HV106~ HV113;同時(shí),經(jīng)過批量統(tǒng)計(jì),與使用井式爐或箱式爐半退火相比,采用本方法半退火后管坯 在成型過程中的破裂率降低了 7%。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是:實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化的進(jìn)料與出料,整個(gè)半退火過程所用的時(shí)間 約為50min,而使用井式爐或箱式爐半退火時(shí)所用的時(shí)間約為6h,即用該方法進(jìn)行半退火所 需要的時(shí)間縮短到井式爐或箱式爐半退火時(shí)間的1/6;同時(shí),用該方法進(jìn)行半退火時(shí)管坯平 鋪在料盤中,在整個(gè)半退火過程中管坯受熱均勻,有效地避免了由于管坯受熱不均所造成 的成型破裂;此外,采用本方法進(jìn)行半退火時(shí)由于在加熱過程中管坯由惰性氣體圍繞,所以 半退火后管坯表面光亮、無污染。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明所使用的自制熱處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖中:1、自動(dòng)上料系統(tǒng);2、加熱主體;3、冷卻主體;4、鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);5、控制柜。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示,本發(fā)明采用自制熱處理裝置對(duì)H80合金完成半退火過程;其中自制熱 處理裝置結(jié)構(gòu)包括1、自動(dòng)上料系統(tǒng),2、加熱主體,3、冷卻主體,4、鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其中 自制熱處理裝置與控制柜連接,且自制熱處理裝置中自動(dòng)上料系統(tǒng)、加熱主體、冷卻主體及 鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)依次連接。
[0017]操作過程中,通過控制柜設(shè)定加熱主體各加熱區(qū)溫度,同時(shí)將氮?dú)馔ㄈ霟崽幚硌b 置中將裝置中的空氣排出以實(shí)現(xiàn)管坯在氮?dú)獗Wo(hù)氣氛下的加熱,當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定值時(shí)熱處 理裝置中已充滿氮?dú)鈿夥?將H80合金管坯放入料盤中,通過網(wǎng)帶將盛有管坯的料盤送入有 氮?dú)鈿夥毡Wo(hù)的熱處理裝置中,管坯在網(wǎng)帶的傳送下經(jīng)過預(yù)熱、加熱和冷卻3個(gè)工作段即可 完成管坯的半退火。
[0018] 鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),貫穿爐身是裝載熱處理管坯連續(xù)熱處理的輸送裝置,提供150 ~600mm/min的傳送速度。
[0019] 實(shí)施例1 將H80合金管坯裝筒加木炭泥封,然后放入井式爐中開始升溫到470~490 °C,保溫120 ~150min,然后關(guān)掉加熱裝置打開井式爐使管坯隨筒在空氣中冷卻到室溫。
[0020] 實(shí)施例2 將6個(gè)加熱區(qū)的溫度分別設(shè)置為530 °C、530 °C、530°C、525°C、525 °C、525 °C,鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶的 傳送速度調(diào)為550mm/min,然后將H80合金管還放入的料盤中,通過網(wǎng)帶將盛有管還的料盤 送入有氮?dú)鈿夥毡Wo(hù)的熱處理裝置中,管坯在網(wǎng)帶的傳送下經(jīng)過預(yù)熱、加熱和冷卻3個(gè)工作 段即可完成管坯的半退火。
[0021 ]表1晶粒度分布及硬度分布試驗(yàn)數(shù)據(jù)
由表1可知,對(duì)于H80材料,與井式爐相比采用該方法進(jìn)行半退火后的管坯的晶粒度分 布和硬度分布范圍較小、硬度較低,這說明用自制熱處理裝置進(jìn)行半退火的管坯受熱更為 均勻,所以在后續(xù)的成型工序中更穩(wěn)定。由表1還可以看出,采用該方法進(jìn)行半退火的時(shí)間 約為井式爐半退火時(shí)間的1/8到1/6,大大提高了半退火的效率,可以完成批量化、連續(xù)化生 產(chǎn)。此外,采用本方法進(jìn)行半退火時(shí)由于在加熱過程中管坯由惰性氣體圍繞,所以半退火后 管坯表面光亮、無污染。
[0022]本發(fā)明所提供的半退火方法,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化的進(jìn)料與出料,整個(gè)半退火過程所用 的時(shí)間縮短到井式爐或箱式爐半退火時(shí)間的1/8到1/6;有效地避免了由于管坯受熱不均所 造成的成型破裂;此外,采用本方法進(jìn)行半退火時(shí)由于在加熱過程中管坯由惰性氣體圍繞, 所以半退火后管坯表面光亮、無污染。使用上述熱處理方法和裝置,可以對(duì)銅合金如H80、 QSn6.5-0.1等材料的管坯進(jìn)行半退火,以獲得到所需的塑性加工性能和光亮的表面狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種H80合金的半退火方法,制備過程中選用了自動(dòng)上料系統(tǒng)、加熱主體、冷卻主體、 鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制柜組成熱處理裝置;其中自動(dòng)上料系統(tǒng)、加熱主體、冷卻主體及鏈 式網(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)依次連接,且均分別與控制柜連接;操作過程包括:設(shè)置加熱主體各區(qū)溫 度、通保護(hù)氣體、加熱主體升溫、上料、預(yù)熱、加熱、冷卻及下料;其特征在于: 所述加熱主體包括預(yù)熱臺(tái)與加熱區(qū),設(shè)置有6個(gè)加熱區(qū); 所述自動(dòng)上料系統(tǒng),由鏈傳動(dòng)屬性的輥棒排組成,位于加熱主體前與加熱主體輸送網(wǎng) 帶銜接; 所述加熱主體,分為預(yù)熱段和加熱段兩部分,由爐門、爐膛、馬弗管和加熱元件組成布 置采用抽斗式; 所述冷卻主體,冷卻通道內(nèi)有保護(hù)氣氛,通道外層充滿循環(huán)冷卻水; 所述控制柜包括氮基保護(hù)氣氛控制裝置、電氣控制裝置及溫度控制裝置,其中電氣控 制裝置與將制氮機(jī)產(chǎn)生的氮?dú)馔ㄟ^氣體流量計(jì)控制通往加熱主體中的馬弗管內(nèi);電氣控制 裝置分別連接自動(dòng)上料系統(tǒng)、加熱主體、冷卻主體及鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),每個(gè)系統(tǒng)可以獨(dú)立 被控制和調(diào)節(jié);溫度控制裝置控制加熱主體的6個(gè)加熱區(qū)的溫度在設(shè)定溫度范圍內(nèi); 具體操作過程如下: (1) 設(shè)定加熱主體6個(gè)加熱區(qū)的溫度,同時(shí)將氮?dú)馔ㄈ霟崽幚硌b置中將裝置中的空氣排 出以實(shí)現(xiàn)管坯在氮?dú)獗Wo(hù)氣氛下的加熱,當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定值時(shí)熱處理裝置中已充滿氮?dú)鈿?氛; (2) 將鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶的傳送速度調(diào)為550mm/min,然后將H80合金管坯放入料盤中,通過網(wǎng)帶 將盛有管坯的料盤送入有氮?dú)鈿夥毡Wo(hù)的熱處理裝置中,管坯在網(wǎng)帶的傳送下經(jīng)過預(yù)熱、 加熱和冷卻3個(gè)工作段即可完成管坯的半退火,整個(gè)半退火過程大概需要50min。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種H80合金的半退火方法,其特征在于,所述六個(gè)加熱區(qū)設(shè) 定的溫度分別為530°C、530°C、530°C、525°C、525°C、525°C。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種H80合金的半退火方法,其特征在于,所述鏈?zhǔn)骄W(wǎng)帶驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng),其貫穿爐身,是裝載熱處理管坯連續(xù)熱處理的輸送裝置,提供150~600mm/min的傳送 速度。
【文檔編號(hào)】C21D9/08GK106032564SQ201610529740
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】楊美玲
【申請(qǐng)人】太原太航科技有限公司