專利名稱：一種螺絲線材的球化退火工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料的退火工藝，具體涉及一種螺絲線材的球化退火工藝。
背景技術(shù)：
球化退火是改善鋼組織與性能的基本途徑之一，球化退火的主要目的是使鋼鐵材料的微觀組織中的碳化物球化，降低材料的硬度，提高材料的塑性，降低材料的變形抗力，使材料易于塑性加工成形。在螺絲線材生產(chǎn)中要獲得理想性能和組織，關(guān)鍵是選擇適宜的球化退火工藝。公開號(hào)為CN1245524C的中國發(fā)明專利介紹了一種低碳低合金鋼球化退火工藝， 將工件放入退火爐內(nèi)，控制加熱溫度和時(shí)間，進(jìn)行退火過程，其特征是退火過程中采取下述方法和步驟a、采用機(jī)械泵快速抽取退火爐內(nèi)空氣，當(dāng)爐內(nèi)形成10_50pa的真空度時(shí)，機(jī)械泵停止工作，隨即向爐內(nèi)通入純度為99. 8%工業(yè)氮?dú)?，?dāng)爐內(nèi)壓力達(dá)到1500-2500pa的正壓力時(shí)，停止充氮；b、隨著爐內(nèi)緩慢卸壓，當(dāng)壓力降至150-300pa的正壓力時(shí)，重復(fù)步驟a;c、以上“間歇式真空+充填氮?dú)狻钡牟襟E重復(fù)進(jìn)行，直至退火工藝結(jié)束。目前，在生產(chǎn)中，冶煉低碳合金鋼的螺絲線材時(shí)，按照現(xiàn)有工藝對螺絲線材進(jìn)行緩慢冷卻或退火后，硬度偏高，大批螺絲線材出現(xiàn)裂紋，輕者需將裂紋部位切除利用，重者直接導(dǎo)致生產(chǎn)的螺絲線材報(bào)廢，嚴(yán)重影響螺絲線材的質(zhì)量和成材率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種螺絲線材的球化退火工藝，采用本發(fā)明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續(xù)的塑性加工成形，產(chǎn)品成形開裂率低。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種螺絲線材的球化退火工藝，它依次包括如下步驟
A、將螺絲線材置于熱處理爐中，將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至710-730°C，保溫5-8h ；
B、第一階段冷卻將爐內(nèi)的溫度以20°C/小時(shí)的速度冷卻至540-560°C ；
C、第二階段冷卻繼續(xù)將爐內(nèi)的溫度以80°C/小時(shí)的速度冷卻至390-410°C
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。優(yōu)選的，它依次包括如下步驟
A、將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至720°C，保溫 6h ；
B、第一階段冷卻將爐內(nèi)的溫度以20°C/小時(shí)的速度冷卻至550°C ；
C、第二階段冷卻繼續(xù)將爐內(nèi)的溫度以80°C/小時(shí)的速度冷卻至400°C
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。其中，所述步驟A充入的惰性氣體為純度99. 9%的工業(yè)氮?dú)狻?br> 其中，所述步驟A中將爐內(nèi)的溫度以100_145°C /小時(shí)的速度升溫至710_730°C。其中，所述第一階段冷卻和所述第二階段冷卻是通過風(fēng)冷的方式進(jìn)行冷卻。其中，所述螺絲線材的材質(zhì)為低碳合金鋼10B21。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
本發(fā)明提供的一種螺絲線材的球化退火工藝，首先升溫至710-730°C進(jìn)行保溫，因?yàn)槿绻販囟冗^高，滲碳體就會(huì)均勻溶于奧氏體中，從而形成單一均勻的奧氏體組織，按照球化理論，均勻的奧氏體很難轉(zhuǎn)變成球狀滲碳體組織，同理，當(dāng)保溫溫度較低時(shí)，滲碳體沒有被充分溶斷，也很難得到球化組織。然后采用第一階段冷卻、第二階段冷卻和第三階段冷卻的緩慢冷卻方式，使得滲碳體球化率逐漸升高，均勻度也更好，若冷卻速度過快，得到的球化組織不均勻；若冷卻速度過慢，原始組織中的片狀滲碳體難以破碎，達(dá)不到良好的球化效果。綜上，本發(fā)明采用升溫、保溫、第一階段冷卻、第二階段冷卻和第三階段冷卻的工藝達(dá)到 了球化退火效果越好，螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續(xù)的塑性加工成形，產(chǎn)品成形開裂率低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該工藝流程簡單，對設(shè)備要求不高，生產(chǎn)效率高，成本較低。
具體實(shí)施例方式 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例I
一種螺絲線材的球化退火工藝，它依次包括如下步驟
A、將材質(zhì)為低碳合金鋼10B21的螺絲線材置于熱處理爐中，將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入純度為99. 9%的工業(yè)氮?dú)?，將爐內(nèi)的溫度以100°C /小時(shí)的速度升溫至710°C，保溫5h ；
B、第一階段冷卻將爐內(nèi)的溫度通過風(fēng)冷的方式以20°C/小時(shí)的速度冷卻至540°C ；
C、第二階段冷卻繼續(xù)將爐內(nèi)的溫度通過風(fēng)冷的方式以80°C/小時(shí)的速度冷卻至390 0C
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。將經(jīng)過本實(shí)施例處理過的螺絲線材進(jìn)行洛氏硬度檢驗(yàn)，經(jīng)檢測其硬度為117。將經(jīng)過本實(shí)施例處理過的螺絲線材橫向在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行金相分析，發(fā)現(xiàn)鐵素體基體上彌散分布著粒狀(或球狀)碳化物，并且彌散均勻?？傊?，采用本發(fā)明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續(xù)的塑性加工成形，產(chǎn)品成形開裂率低。實(shí)施例2
一種螺絲線材的球化退火工藝，它依次包括如下步驟
A、將材質(zhì)為低碳合金鋼10B21的螺絲線材置于熱處理爐中，將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入純度99. 9%的工業(yè)氮?dú)猓賹t內(nèi)的溫度以130°C /小時(shí)的速度升溫至720°C，保溫6h ；
B、第一階段冷卻將爐內(nèi)的溫度通過風(fēng)冷的方式以20°C/小時(shí)的速度冷卻至550°C ；
C、第二階段冷卻繼續(xù)將爐內(nèi)的溫度通過風(fēng)冷的方式以80°C/小時(shí)的速度冷卻至400 0C
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。
將經(jīng)過本實(shí)施例處理過的螺絲線材進(jìn)行洛氏硬度檢驗(yàn)，經(jīng)檢測其硬度為116。將經(jīng)過本實(shí)施例處理過的螺絲線材橫向在光學(xué)顯微鏡下(500X)進(jìn)行金相分析，發(fā)現(xiàn)鐵素體基體上彌散分布著粒狀(或球狀)碳化物，并且彌散均勻。總之，采用本發(fā)明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續(xù)的塑性加工成形，產(chǎn)品成形開裂率低。實(shí)施例3
一種螺絲線材的球化退火工藝，它依次包括如下步驟
A、將材質(zhì)為低碳合金鋼10B21的螺絲線材置于熱處理爐中，將螺絲線材置于熱處理爐 中，向熱處理爐中充入純度99. 9%的工業(yè)氮?dú)?，將爐內(nèi)的溫度以145°C /小時(shí)的速度升溫至730°C，保溫 8h ；
B、第一階段冷卻將爐內(nèi)的溫度通過風(fēng)冷的方式以20°C/小時(shí)的速度冷卻至560°C ；
C、第二階段冷卻繼續(xù)將爐內(nèi)的溫度通過風(fēng)冷的方式以80°C/小時(shí)的速度冷卻至410。。
D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。將經(jīng)過本實(shí)施例處理過的螺絲線材進(jìn)行洛氏硬度檢驗(yàn)，經(jīng)檢測其硬度為118。將經(jīng)過本實(shí)施例處理過的螺絲線材橫向在光學(xué)顯微鏡下(500X)進(jìn)行金相分析，發(fā)現(xiàn)鐵素體基體上彌散分布著粒狀(或球狀)碳化物，并且彌散均勻?？傊?，采用本發(fā)明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續(xù)的塑性加工成形，產(chǎn)品成形開裂率低。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于它依次包括如下步驟 A、將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至.710-730°C，保溫 5-8h ； B、第一階段冷卻將爐內(nèi)的溫度以20°C/小時(shí)的速度冷卻至540-560°C ； C、第二階段冷卻繼續(xù)將爐內(nèi)的溫度以80°C/小時(shí)的速度冷卻至390-410°C ； D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于它依次包括如下步驟 A、將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至.720°C，保溫 6h ； B、第一階段冷卻將爐內(nèi)的溫度以20°C/小時(shí)的速度冷卻至550°C ； C、第二階段冷卻繼續(xù)將爐內(nèi)的溫度以80°C/小時(shí)的速度冷卻至400°C ； D、第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于所述步驟A充入的惰性氣體為純度99. 9%的工業(yè)氮?dú)狻?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于所述步驟A中將爐內(nèi)的溫度以100-145°C /小時(shí)的速度升溫至710-730°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于所述第一階段冷卻和所述第二階段冷卻是通過風(fēng)冷的方式進(jìn)行冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種螺絲線材的球化退火工藝，其特征在于所述螺絲線材的材質(zhì)為低碳合金鋼10B21。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬材料的退火工藝，具體涉及一種螺絲線材的球化退火工藝，它包括如下步驟將螺絲線材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至710-730℃，保溫5-8h；第一階段冷卻將爐內(nèi)的溫度以20℃/小時(shí)的速度冷卻至540-560℃；第二階段冷卻繼續(xù)將爐內(nèi)的溫度以80℃/小時(shí)的速度冷卻至390-410℃；第三階段冷卻螺絲線材出爐并自然冷卻到常溫。采用本發(fā)明所述的工藝方法處理后的螺絲線材延展性高、硬度低，適合后續(xù)的塑性加工成形，產(chǎn)品成形開裂率低。
文檔編號(hào)C21D9/52GK102876859SQ201210426658
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者王斯華 申請人:東莞市科力鋼鐵線材有限公司