專利名稱：一種金屬鋼管的熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱處理方法領(lǐng)域，具體地說是涉及一種金屬鋼管的熱處理工藝。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及鋼管的熱處理工藝。鋼管與人類生活、生產(chǎn)活動(dòng)密不可分，從日常的用 具、家具、供排水、供氣、通風(fēng)和采暖設(shè)施到各種農(nóng)機(jī)用具的制造、地下資源的開發(fā)、國(guó)防和 航天所用槍炮、子彈、導(dǎo)彈、火箭等都離不開鋼管。鋼管還可用于輸送流體和粉狀固體、交換 熱能、制造機(jī)械零件和容器，是一種經(jīng)濟(jì)型鋼材。用鋼管還可以制造建筑結(jié)構(gòu)網(wǎng)架、支柱和 機(jī)械支架，實(shí)現(xiàn)工廠化機(jī)械化施工。為了保證鋼管的質(zhì)量，延長(zhǎng)鋼管的使用壽命，需要對(duì)鋼 管進(jìn)行熱處理?，F(xiàn)有的熱處理工藝很難滿足對(duì)鋼管的抗疲勞壽命，耐磨性，耐腐蝕性，無(wú)縫 無(wú)裂紋方面的要求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種熱處理后的金屬鋼管質(zhì)量 好，抗疲勞壽命長(zhǎng)，節(jié)約成本，耐磨性好，無(wú)縫無(wú)裂紋，綠色環(huán)保的熱處理工藝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是采用鐵素體化學(xué)熱處理和奧氏 體熱處理相結(jié)合的方法。先將鋼管進(jìn)行硫氮共滲的低溫化學(xué)熱處理；再在臨界溫度以上，進(jìn) 行碳氮共滲的高溫化學(xué)熱處理；同時(shí)在臨界溫度以上，進(jìn)行滲硼的高溫化學(xué)熱處理；再施 行奧氏體滲氮；最后在施行調(diào)質(zhì)。采用本發(fā)明的技術(shù)，熱處理后的鋼管具有較高的硬度，耐 磨性，抗疲勞性，耐腐蝕性，熱穩(wěn)定性，在整個(gè)熱處理過程中綠色環(huán)保。本發(fā)明的具體過程是
(1)將氨氣經(jīng)過凈化，通過螺旋管道加熱至500°c 士 50°C，氨氣經(jīng)加熱析出氮離子，在 混合器中加入硫代硫酸鈉，并使溫度保持在650°C 士50°C之內(nèi)，并施加0. 15士0. 05Pa大氣 壓力，硫氮離子經(jīng)旋流管道形成渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經(jīng)過2小時(shí)后，降溫， 在溫度降至450°C 士50°C時(shí)，停止氨氣通入，繼續(xù)降溫至鋼管冷卻。(2)將氨氣經(jīng)過凈化，將通過螺旋管道加熱至500°C 士50°C，氨氣經(jīng)加熱析出氮 離子，在混合器中通入滲碳劑，待1.5士0.5小時(shí)后，滲碳深度達(dá)到要求后，使溫度保持在 6500C 士50°C范圍之內(nèi)，并施加0.06士0.02 1 大氣壓力，碳?xì)錃夂偷x子經(jīng)旋流管道形成 渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經(jīng)過3士0. 5小時(shí)后，停止?jié)B碳劑通入。(3)將工業(yè)級(jí)硼砂在500°C 士50°C干燥4士0. 5小時(shí)，在同溫度650°C 士50°C范圍 下進(jìn)行熔化；將工業(yè)級(jí)氯化鈉在300°C 士50°C干燥3士0. 5小時(shí)，加入到硼砂中混合均勻， 混合比例為硼砂比氯化鈉為19 :7，升溫至750°C 士50°C，使其充滿待處理的鋼管四周，保持 3士0. 5小時(shí)。(4)繼續(xù)降溫至550°C 士50°C范圍內(nèi)，進(jìn)行奧氏體滲氮，將氨氣經(jīng)過凈化，通過螺 旋管道加熱至^(TC 士50°C，氨氣經(jīng)加熱析出氮離子，待氨分解得到最高氮濃度時(shí)，可達(dá)到 飽和的高氮奧氏體層。
(5)快速降溫至200°C 士50°C范圍內(nèi)，抽至真空，進(jìn)行等溫淬火處理，保溫2士0. 5 小時(shí)；再升溫至550°C 士50°C范圍內(nèi)，保持真空狀態(tài)，進(jìn)行高溫回火，保溫6 7小時(shí)，再降 至室溫，完成了整個(gè)熱處理過程。由于本發(fā)明采用鐵素體化學(xué)熱處理和奧氏體熱處理相結(jié)合的技術(shù)，滿足了對(duì)鋼管 的抗疲勞度，耐磨性，耐腐蝕性，精度方面的要求，從而保證了所制鋼管的質(zhì)量，延長(zhǎng)了鋼管 的使用壽命，降低了施工成本，整個(gè)過程綠色環(huán)保，是一種具有推廣價(jià)值的新技術(shù)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案采用鐵素體化學(xué)熱處理和奧氏體熱處理相結(jié)合的 方法。先將鋼管進(jìn)行硫氮共滲的低溫化學(xué)熱處理；再在臨界溫度以上，進(jìn)行碳氮共滲的高溫 化學(xué)熱處理；同時(shí)在臨界溫度以上，進(jìn)行滲硼的高溫化學(xué)熱處理；再施行奧氏體滲氮；最后 在施行調(diào)質(zhì)。整個(gè)熱處理工藝的具體過程是
(1)將氨氣經(jīng)過凈化，通過螺旋管道加熱至500°c 士50°C，氨氣經(jīng)加熱析出氮離子，在 混合器中加入硫代硫酸鈉，并使溫度保持在650°C 士50°C之內(nèi)，并施加0. 15士0. 05Pa大氣 壓力，硫氮離子經(jīng)旋流管道形成渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經(jīng)過2小時(shí)后，降溫， 在溫度降至450°C 士50°C時(shí)，停止氨氣通入，繼續(xù)降溫至鋼管冷卻。(2)將氨氣經(jīng)過凈化，將通過螺旋管道加熱至500°C 士50°C，氨氣經(jīng)加熱析出氮 離子，在混合器中通入滲碳劑，待1.5士0.5小時(shí)后，滲碳深度達(dá)到要求后，使溫度保持在 6500C 士50°C范圍之內(nèi)，并施加0.06士0.02 1 大氣壓力，碳?xì)錃夂偷x子經(jīng)旋流管道形成 渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經(jīng)過3士0. 5小時(shí)后，停止?jié)B碳劑通入。(3)將工業(yè)級(jí)硼砂在500°C 士50°C干燥4士0. 5小時(shí)，在同溫度650°C 士50°C范圍 下進(jìn)行熔化；將工業(yè)級(jí)氯化鈉在300°C 士50°C干燥3士0. 5小時(shí)，加入到硼砂中混合均勻， 混合比例為硼砂比氯化鈉為19 :7，升溫至750°C 士50°C，使其充滿待處理的鋼管四周，保持 3士0. 5小時(shí)。(4)繼續(xù)降溫至550°C 士50°C范圍內(nèi)，進(jìn)行奧氏體滲氮，將氨氣經(jīng)過凈化，通過螺 旋管道加熱至^(TC 士50°C，氨氣經(jīng)加熱析出氮離子，待氨分解得到最高氮濃度時(shí)，可達(dá)到 飽和的高氮奧氏體層。(5)快速降溫至200°C 士50°C范圍內(nèi)，抽至真空，進(jìn)行等溫淬火處理，保溫2士0.5 小時(shí)；再升溫至550°C 士50°C范圍內(nèi)，保持真空狀態(tài)，進(jìn)行高溫回火，保溫6 7小時(shí)，再降 至室溫，完成了整個(gè)熱處理過程。
權(quán)利要求
1.一種金屬鋼管的熱處理工藝，其特征是采用鐵素體化學(xué)熱處理和奧氏體熱處理相結(jié) 合的方法；先進(jìn)行硫氮共滲的低溫化學(xué)熱處理；再在臨界溫度以上，進(jìn)行碳氮共滲的高溫 化學(xué)熱處理；同時(shí)在臨界溫度以上，進(jìn)行滲硼的高溫化學(xué)熱處理；再施行奧氏體滲氮；最后 在施行調(diào)質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，硫氮共滲的熱處理工藝其特征 是將氨氣經(jīng)過凈化，通過螺旋管道加熱至500°C 士50°C，氨氣經(jīng)加熱析出氮離子，在混合器 中加入硫代硫酸鈉，并使溫度保持在650°C 士50°C之內(nèi)，并施加0. 15士0. 051 大氣壓力，硫 氮離子經(jīng)旋流管道形成渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經(jīng)過2小時(shí)后，降溫，在溫度降 至450°C 士50°C時(shí)，停止氨氣通入，繼續(xù)降溫至鋼管冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，碳氮共滲的熱處理工藝其特 征是將氨氣經(jīng)過凈化，將通過螺旋管道加熱至500°C 士 50°C，氨氣經(jīng)加熱析出氮離子，在混 合器中通入滲碳劑，待1. 5士0. 5小時(shí)后，滲碳深度達(dá)到要求后，使溫度保持在650°C 士50°C 范圍之內(nèi)，并施加0. 06士0. 02 1 大氣壓力，碳?xì)錃夂偷x子經(jīng)旋流管道形成渦流慢速地充 滿待處理的鋼管四周，經(jīng)過3士0.5小時(shí)后，停止?jié)B碳劑通入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，滲硼的熱處理工藝其特征是將 工業(yè)級(jí)硼砂在500°C 士50°C干燥4士0. 5小時(shí)，在同溫度650°C 士50°C范圍下進(jìn)行熔化；將 工業(yè)級(jí)氯化鈉在300°C 士50°C干燥3士0. 5小時(shí)，加入到硼砂中混合均勻，混合比例為硼砂 比氯化鈉為19 :7，升溫至750°C 士50°C，使其充滿待處理的鋼管四周，保持3士0.5小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，奧氏體滲氮的熱處理工藝其 特征是繼續(xù)降溫至550°C 士50°C范圍內(nèi)，進(jìn)行奧氏體滲氮，將氨氣經(jīng)過凈化，通過螺旋管道 加熱至550°C 士50°C，氨氣經(jīng)加熱析出氮離子，待氨分解得到最高氮濃度時(shí)，可達(dá)到飽和的 高氮奧氏體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，調(diào)質(zhì)的熱處理工藝其特征是 將鋼管奧氏體滲氮后快速降溫至200°C 士50°C范圍內(nèi)，抽至真空，進(jìn)行等溫淬火處理，保溫 2士0. 5小時(shí)；再升溫至550°C 士50°C范圍內(nèi)，保持真空狀態(tài)，進(jìn)行高溫回火，保溫6 7小 時(shí)，再降至室溫，完成了整個(gè)熱處理過程。
全文摘要
一種金屬鋼管的熱處理工藝，本發(fā)明屬于熱處理方法領(lǐng)域，其特征是采用鐵素體化學(xué)熱處理和奧氏體熱處理相結(jié)合的方法；先進(jìn)行硫氮共滲的低溫化學(xué)熱處理；再在臨界溫度以上，進(jìn)行碳氮共滲的高溫化學(xué)熱處理；同時(shí)在臨界溫度以上，進(jìn)行滲硼的高溫化學(xué)熱處理；再施行奧氏體滲氮；最后在施行調(diào)質(zhì)。所制的鋼管的質(zhì)量好，使用壽命長(zhǎng)，施工成本低，整個(gè)過程綠色環(huán)保。
文檔編號(hào)C23C8/70GK102080204SQ201110056980
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者勇晶, 勇莉 申請(qǐng)人:大連三木得科技有限公司