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