[其他]高强度螺栓的回火—氧化方法

说明书

本发明是一种热处理方法，特别是高强度螺栓的热处理方法。本发明是根据Ｆｅ－Ｈ₂－Ｈ₂Ｏ平衡图，使用含有氢、水蒸气的氮基气氛，在密封式回火炉中处理零件。通过控制炉中气氛的成分比例，使零件表面形成致密的四氧化三铁，这种薄膜在吸收防锈油之后，便达到了良好的防锈能力。这样零件在回火过程中同时又完成了氧化过程。本发明与现有技术比较，省去了七道工序，生产周期缩短、成本降低、提高了自动化程度、劳动条件改善，尤其是避免了废酸及废碱对环境带来的污染。

本发明涉及一种热处理方法，特别是一种高强度螺栓的热处理方法。

目前，国内外高强度螺栓（即按国际标准ISO898-78规定，强度等级在8.8级及其以上的螺栓）一般都是淬火之后在空气炉中回火，由于回火后产生氧化皮，所以必须经过清洗、除油、酸洗、清水冲洗后，再放进氧化槽中氧化以生成四氧化三铁膜，再经清洗、皂化、涂油达到防锈的目的。该方法工艺流程复杂、生产周期长、成本高、劳动强度大、劳动条件恶劣，此外因除油、酸洗及氧化时排出的废酸、废碱造成环境污染。

本发明正是为克服上述不足，提出了一种在可控气氛中回火与氧化处理同时进行的工艺方法。

本发明是根据Fe-H₂-H₂O平衡图（图1），使用含有氢、水蒸气的氮基气氛，在密封式回火炉中处理零件。当零件在400～650℃的温度下，经35～85分钟的时间回火时，控制炉中气氛的氢、水蒸气及氮气的成分组成，使其处于图1中的四氧化三铁形成区，并且同时也控制了四氧化三铁形成的速度、精度及厚度，使零件表面形成致密的四氧化三铁膜，这种薄膜在吸收防锈油之后，便达到了与上述氧化过程同样的防锈能力。这样零件便在回火过程中同时又完成了氧化过程。

本发明与现有技术相比，具有以下几点优点：

1.生产周期缩短：现有技术零件在整个工序停留时间大约要六个小时，由于本发明省去了整个氧化工序，只需三个小时，如果再考虑到热处理到氧化线的转运、交接工序的等待、检查时间，生产周期至少缩短2/3的时间。

2.生产成本降低：本发明热处理成本增加很少，但却省去了整个氧化工序的成本，如以年产2000吨高强度螺栓计算，按每吨基本价2600元计，每年可节约52万元。

3.减少了环境污染，每年可节约污水处理费用约一万元以上。

4.减少了零件的碰撞，提高了质量，因现有技术零件在从热处理工序向氧化工序转运过程中及氧化过程的本身，都多次造成零件的互相碰撞，省掉了氧化工序，自然这些碰撞也就不存在了。

以下结合附图对发明作进一步的详细描述。

图1是本发明的Fe-H₂-H₂O平衡图。

图2是本发明的工艺流程图。

实施例：

35钢M10×50的8.8级高强度螺栓（1），使用N₂-H₂-CH₄气氛，在密封式淬火炉（2）中，经880℃的温度，45分钟时间加热后碱水淬火（3）（淬火后的硬度一般为HRC45～55），经清洗机（4）温水洗净、吹干，进入密封式可控气氛回火炉（5）中，使用含80%N₂、1～5%H₂、5～9%H₂O的氮基气氛，在550℃下回火1小时，出来后直接落入防锈油槽（6）中冷却并涂油之后，就可得到兰黑色表面成品螺栓（回火硬度为HRC22-32）。