[发明专利]中空钎杆热处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于热处理工艺，特别是一种对中空钎杆进行正火热处理的工艺。

背景技术

凿岩机用钎杆是一种配合凿岩机械进行岩石钻孔的工具之一，其结构是由钎尾、钎肩、杆体、钎稍组成，杆体外型为正六角体，内孔为7毫米的细长杆件。一般钎杆是轧制后直接作为钎杆材料使用，或用中频感应器进行不完全正火。轧制态钎杆抗冲击、耐疲劳的机械性能差；中频感应器进行正火使钎杆性能有所改善，但是具有加热时间短，组织没有得到充分转变，各部硬度不一，抗冲击、耐疲劳的机械性能仍不能满足使用要求，在大批量生产中成本高等缺陷。

在使用过程中，钎杆要承受3000-8000次/分钟、30-47J的冲击，常因抗疲劳和抗冲击性能差而早期断裂失效。增加凿岩成本且影响凿岩效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能提高抗疲劳、抗冲击性能的40SiMnCrNiMo中空钎杆热处理工艺。

本发明是这样实现的：

中空钎杆热处理工艺，其特征是钎杆在连续式送料架上，完成以下正火热处理：预热：钎杆进入加热炉炉第一段热区，以平均20℃/分钟的温升加热钎杆至780℃±10℃；透热：钎杆进入加热炉第二段热区，在780℃±10℃温度下，透热50分钟，出炉；氮冷却：钎杆经5分钟氮气冷却，温度降至400℃±10℃；缓冷却：钎杆进入密封装置，水汽作用进行缓冷却20分钟，温度降至280℃±10℃。

钎杆采用轧制态40SiMnCrNiMo中空钎杆。加热炉采用连续式火焰加热炉。

本发明由于采用正火工艺，连续式加热，可使钢材细化晶粒，改善钢的金相组织，提高抗疲劳、抗冲击性能，节约能源30％，钎杆终身进尺米数提高1倍。克服了轧制态钎杆易产生早期断裂现象。且本工艺适用于大批量生产，具有应用方便、自动化程度高、生产成本低的效果。

附图说明

图1为轧制态钎杆金相组织图，图2为正火态钎杆金相组织图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明。

本发明为中空钎杆热处理工艺，是利用连续式送料架对轧制态40SiMnCrNiMo中空钎杆进行正火热处理。加热炉采用连续式火焰加热炉。包括以下工艺：

预热：中空钎杆在送料架上直接进入加热炉炉的第一段热区，在第一段热区内以平均20℃/分钟的温升进行加热，最后加热钎杆至780℃±10℃；

透热：钎杆加热至780℃±10℃后，通过送料架进入加热炉的第二段热区，在第二段热区内，加热炉保持780℃±10℃温度对钎杆进行透热，透热50分钟后，通过送料架出炉；

氮冷却：出炉后的钎杆在送料架上进行氮气冷却，冷却5分钟后，钎杆温度降至400℃±10℃；

缓冷却：通过送料架将钎杆进入密封装置，通过水汽作用进行缓冷却，冷却20分钟后，钎杆温度降至280℃±10℃。完成中空钎杆的热处理工艺。

由于中空钎杆先整体加热到一定温度，保温一段时间后，再进行控制冷却，钎杆获得适宜的金相组织，提高抗冲击、耐疲劳的机械性能。

实施效果

1、金相对比

40SiMnCrNiMo轧制态钎杆和正火态钎杆金相组织对比如图1、2所示：

如图1所示：轧制态钎钢晶粒粗大。马氏体、贝氏体所占比例较小，铁素体较多。

如图2所示：经正火处理的钎杆晶粒显著细化，马氏体和贝氏体各占近50％，铁素体极少。

2、机械性能测试对比

40SiMnCrNiMo轧制态钎杆与亚温正火态钎杆力学性能对比(平均值)

3、现场实验对比

40SiMnCrNiMo轧制态钎杆与亚温正火态钎杆现场实验对比数据