[其他]鋼絲熱處理方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000000352
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN85100352B
• 公開（公告）日: 1987-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚玉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南省湘西材料與熱處理研究所
• 代理公司: 湖南專利事務(wù)所
• 代理人: 李柏林

鋼絲熱處理方法及裝置。按照這種熱處理方法，中間熱處理時(shí)，將鋼絲加熱至８００～８２０℃，浸入對(duì)準(zhǔn)鋼絲噴壓縮空氣的純沸水中冷卻適當(dāng)時(shí)間，再出水空氣冷卻；最終熱處理時(shí)，將鋼絲加熱至８２０～８４０℃，在冷速較大，而又不引起脆斷的液體介質(zhì)中冷卻后，轉(zhuǎn)入溫度為５００～７２０℃的三區(qū)防脆爐中繼續(xù)相變足夠時(shí)間，才出爐空氣冷卻。本方法適用于各種碳素鋼和低合金鋼，直徑小于１０毫米的各類鋼絲的熱處理。

本發(fā)明屬于一種鋼絲熱處理方法及裝置。

目前國(guó)內(nèi)外中碳鋼和高碳鋼鋼絲的中間熱處理和最終熱處理都廣泛采用百余年來的傳統(tǒng)工藝-高溫空氣正火和高溫鉛淬火。在中間熱處理生產(chǎn)中，許多根鋼絲加熱好后，相距很近，并排地從溫度約為500℃的鉛槽上面通過，進(jìn)行空氣正火，實(shí)際上其冷速相當(dāng)?shù)停@著低于單根鋼絲空冷時(shí)的速度。為了保證鋼絲在上述條件下獲得正火鋼的強(qiáng)度極限（對(duì)碳含量＞0.6%鋼絲，σ_b為80～100公斤力/毫米²），不得不將鋼絲正火加熱溫度提高到900℃以上，甚至高達(dá)980℃。因此，帶來能源耗消和金屬氧化損失增大、酸洗任務(wù)加重、奧氏體晶粒粗化等一系列的缺點(diǎn)。

高溫鉛淬火的唯一優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)穩(wěn)定，比較易于保證成品鋼絲的機(jī)械性能。但其缺點(diǎn)很多，且相當(dāng)嚴(yán)重。例如，造成環(huán)境污染，引起“鉛中毒”，生產(chǎn)投資大（一條生產(chǎn)線大小鉛槽各一個(gè)，用鉛量達(dá)52噸以上，而且還需一套除鉛塵裝置），生產(chǎn)消耗大（因鉛蒸發(fā)和鋼絲“掛鉛”而造成的鉛消耗為每處理一噸鋼絲要消耗鉛5～8公斤），能源耗損較多（鋼絲加熱溫度高達(dá)920～950℃或者更高），作業(yè)環(huán)境的溫度較高，以及存在許多長(zhǎng)期不能解決的技術(shù)難題（如鉛槽過熱區(qū)、掛鉛、壓輥起槽等）。所以，自本世紀(jì)四十年代以來，一直在尋求取代鉛淬火的新方法，曾研究過的方法有：鹽浴淬火、流動(dòng)粒子冷卻處理、間歇式多次水冷加通電回火、水浴處理等。這些方法因各自存在不同的缺點(diǎn)而未能投入生產(chǎn)實(shí)踐。

自七十年代以來，國(guó)內(nèi)外一直從事對(duì)鋼絲進(jìn)行沸水（加入0.5%肥皂、聚乙烯醇等）處理以取代鉛淬火的研究。根據(jù)日本資料（小北英夫等：日本公開特許公報(bào)，昭57-9826）報(bào)導(dǎo)，將高溫加熱的鋼絲浸入呈流動(dòng)攪拌狀態(tài)的、約100℃水溶液中，然后出水面空冷。在水槽底部或者底部的一部分安裝一塊帶許多細(xì)孔的底板，從底板下面通入流量在20升/米²·秒以上的壓縮空氣，依靠壓縮空氣來使水溶液產(chǎn)生急烈攪動(dòng)，以加速鋼絲的冷卻，進(jìn)而使鋼絲的抗張強(qiáng)度增高。但是，采用這種方法處理的鋼絲，其強(qiáng)度極限比鉛淬火鋼絲低。

本發(fā)明的目的是提供一種鋼絲低溫加熱焙燉處理的方法和裝置，使鋼絲在中間熱處理時(shí)，可以保證鋼絲加熱溫度降至800～820℃;使鋼絲在最終熱處理時(shí)，既可保證鋼絲加熱溫度降至820～840℃以及機(jī)械性能達(dá)到鉛淬火鋼絲的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，且生產(chǎn)穩(wěn)定，又能克服鉛淬火工藝存在的一系列缺點(diǎn)。

本發(fā)明的基本依據(jù)是：自1854年發(fā)明鋼絲鉛焙燉處理以來，一直采用在920～950℃，甚至1050℃進(jìn)行奧氏體化。而碳鋼65^＃的Ac₃一般為750～780℃，按常規(guī)熱處理：Ac₃+20～30℃，那么鋼絲焙燉處理的加熱溫度在800～820℃就應(yīng)足夠了。我們的研究證實(shí)，造成上述現(xiàn)象的主要原因是由于鉛液的冷卻能力不足。在這種低速的冷卻介質(zhì)中，正常溫度下奧氏體化的鋼絲（其奧氏體開始分解曲線為圖1中曲線1），其開始分解相變的溫度較高，位于粗珠光體形成溫度區(qū)（見圖1、按曲線（3）進(jìn)行冷卻），所得的鋼絲強(qiáng)度低;欲獲得高強(qiáng)度的細(xì)珠光體組織，就只有采取提高奧氏體化溫度，沿圖1中虛線（4）發(fā)生冷卻相變。這時(shí)，因奧氏體分解C一曲線右移（由虛線1移至實(shí)線2），致使在冷速不變下，分解相變溫度降至索氏體形成溫度區(qū)，由此可見，采取高溫奧氏體化進(jìn)行熱處理是由于鉛液冷卻能力低所造成。正是鉛淬火工藝的弊病。我們通過另一條途徑，即在正常的奧氏體化溫度下，依靠提高鋼絲的冷速，來獲得與高溫鉛淬火相同的過冷奧氏體分解溫度，得到索氏體組織（按圖1中實(shí)線（5）進(jìn)行冷卻）。