[发明专利]一种气阀钢型材生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种型材的生产方法，尤其涉及一种气阀钢型材生产方法。

背景技术

气阀钢型材俗称气阀钢小型材或气阀钢，是指直径小于10毫米，表面经磨光处理的气阀钢银亮棒，是主要用于制造小型汽油发动机、小型柴油发动机进、排气门的关键材料。目前，常用的气阀钢主要有53Cr21Mn9Ni4(简称21-4N)、33Cr23Ni8Mn3N(简称23-8N)和55Cr21Mn8Ni2N(简称21-2N)等奥氏体型气阀钢和42Cr9Si2及40Cr10Si2Mo等马氏体气阀钢。由于气门工作在高温、高压、高冲刷和高腐蚀等苛刻条件下，因此气阀钢必须具有较高的机械性能和耐腐蚀性能。而气阀钢在室温下(通常在0～35℃)具有强度高、塑形低、脆性大、冷变形困难、加工硬化明显、裂纹敏感性极强等一系列特征，使得气阀钢小型材的生产加工十分困难。

目前，国外通常采用热精轧—矫直—磨光或热精轧—剥皮—滚光矫直的工艺路线生产气阀钢小型材。当然，这都是建立在先进的工装设备和工艺技术的基础上。国内由于轧制工装设备落后和工艺技术落后，小规格轧材的尺寸公差大，椭圆度大，表面质量差，不可能直接矫直磨光或剥皮滚光矫直，只有在轧制后，增加冷拉工艺，使轧制的尺寸公差、椭圆度、表面质量等指标达到能够直接磨光的要求。另外，国内目前的轧机普遍速度较慢，钢坯经多道次轧制，达到直径8毫米左右时，坯料已经冷却至不良变形温度，不能再继续轧制了，因此生产较小规格的气门钢小型材(如直径5.2毫米)不得不增加五个道次冷拉工艺，冷拉工艺不仅使轧制的尺寸公差、椭圆度、表面质量达到要求，还具有使钢坯外径减小，达到要求尺寸的作用。由于气阀钢具有前述基本特征，通常冷拉的道次减面率不大于15％，如超过15％，则可能造成冷拉材表面产生裂纹、拉断等一系列问题。然而，即使以15％的道次减面率冷拉，而每一道次冷拉后，都需要退火、酸洗、镀层等处理。因为材料在经过冷拉变形后，冷作硬化的硬度和材料内部应力达到极限，无法再进行拉拔变形，退火的目的是为消除材料在冷拉过程中冷作硬化的硬度和材料内部组织应力，以便给下个道次的冷拉提供塑性变形的条件；气阀钢材料 的退火温度通常在740～840℃之间，在此温度区内，需要保温3～4小时，使材料冷拉变形后的内部组织得到均匀和变形带来的应力得到释放，从而降低材料硬度，使材料的塑性具备可再次冷拉变形的条件。酸洗是将经过拉拔前和拉拔后的材料表面进行清洗，使材料表面无氧化皮和粘附物，使材料在拉拔变形过程能够顺畅变形和不伤害材料表面，酸洗通常将配比好的酸液，用蒸汽加热到100～200℃后，将材料放入酸液适当时间，使酸液与材料表面氧化皮或粘附物进行腐蚀反应，使拉拔前的盘元(盘条)表面清洁，从而使冷拉的材料变形顺畅和表面不造成划伤。镀层是材料酸洗表面干净的情况下，再将材料放入搅拌均匀的机油、碳粉、纯石灰膏(重量比4∶2∶4)润滑剂镀层池中，使材料表面粘附一层润滑剂，然后进行晾干或者烘干后，方能进行冷拉生产，目的在于使材料在冷拉过程中变形更顺畅和不划伤材料，同时降低拉丝模具的套芯。由此可知，现有技术冷拉过程中，每拉拔一个道次，除了以上重复繁杂的操作外，由于气阀钢材料的硬度和强度高，塑性差，断料的频次极高，从而会造成材料报废，成材率较低，通常只有92％左右。如此以来现有气阀钢生产方法不仅操作繁杂，生产成本高，而且大大降低了产品从拉丝到成品的综合成材率。而且材料内部晶体组织不均匀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种内部晶体组织均匀，省略退火和酸洗工艺，降低生产成本，提高生产效率的气阀钢型材生产方法。

本发明的技术解决方案是：

一种气阀钢型材生产方法，其步骤是：

(1)对轧制型材进行固溶处理；

(2)对固溶处理后的型材去除氧化层；

(3)用加热的石灰浆镀层；

(4)轧制型材一端进行轧尖；

(5)埋覆润滑，对轧制型材加热并拉拔；

(6)对拉拔后的材料进行固溶热处理；

(7)对固溶热处理后的材料进行矫直和磨光。

步骤(1)固溶处理的条件是：温度为1080℃，时间为60分钟。

步骤(3)石灰浆镀层中的石灰浆配方为石灰2重量份、水8重量份，加热80～100℃，镀层时间5～8分钟。

步骤(5)的轧制型材采用电加热方法，加热温度为400℃～920℃；润滑剂配方为碳粉6重量份、皂粉3重量份、硫磺1重量份。

步骤(6)固溶热处理的条件是：温度为1100℃，时间为80分钟。