钢丝的水浴淬火的工艺

简要描述:有关研究人员阐述了水浴淬火在钢丝绳生产中的应用情况:钢丝经过热处理加热奥氏体化后,在一般的自来水(25℃~35℃)中经过数秒钟短暂冷却,以此达到抑制铁素体相变并接近等温温度要求时,
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在20世纪70年代,一些较大的钢丝绳厂对水浴淬火进行了大量的科研和生产试验,并且一致认为水浴热处理是钢丝绳生产工艺的一项重大的技术革命,随后在制品行业掀起了水浴淬火的热潮,相继有30多家钢丝、钢丝绳厂家建起了以水代铅的生产线。

但很遗憾的是,由于水浴淬火的质量稳定性,以及产品性能的通条性、均匀性不能得到有效控制,水浴淬火工艺的应用一度停止。然而,高等院校以及设计研究单位的专家通过进一步理论研究分析,从理论上阐明和肯定了以水代铅的可能性,因此水浴淬火工艺一直得到了高等院校、设计研究机构的使用和发展完善。

有关研究人员阐述了水浴淬火在钢丝绳生产中的应用情况:钢丝经过热处理加热奥氏体化后,在一般的自来水(25℃~35℃)中经过数秒钟短暂冷却,以此达到抑制铁素体相变并接近等温温度要求时,迅速进入480℃左右的空气介质等温转变炉中完成索氏体化处理。

这种工艺在有关工学院等研究单位得到应用。钢丝经过热处理加热奥氏体化后,立即进入含有一定聚丙烯酸钠的高分子水溶液中急冷数秒钟,以此使钢丝周围形成蒸汽膜的条件下,让钢丝迅速进入500℃左右的空气介质中,完成索氏体化转变,这种工艺已经在某些钢丝绳厂得到应用。

要实现水浴淬火工艺,主要有4个方面的工艺条件要求:

一是要求足够高的水溶液温度,以便蒸汽膜快速形成,若水温偏低,则膜形成所需的热量较多,无法在短时间内形成汽膜;

二是要求较高的水溶液浓度,因为浓度高则溶液的黏度高,能够增大蒸汽界面的表面张力,使蒸汽膜存在时间变长;

三是要控制水溶液中的杂质,杂质特别是无机盐的存在,会破坏蒸汽膜的稳定性,因此在炉前需对钢丝进行表面清洗;

四是控制水溶液溢流的速度,水溶液溢流速度过快,也会破坏蒸汽膜的稳定性,溢流太慢,则钢丝周围溶液会沸腾,也会压迫蒸汽膜,导致不稳定。

有关研究人员表示,实现水浴淬火的工艺方法有单段式水浴和双段式水浴,单段式水浴即一段水浴加一段空气,双段式水浴即一段水浴加一段空气加一段水浴。

粗规格钢丝主要是在空气中发生转变,一方面心部温度向外扩散,另一方面相变放热,使得转变时钢丝温度会上升至索氏体区域以外,导致部分组织转变生成粗大的珠光体,不利于后续工艺,因此宜选用双段式水浴淬火方法。

但对于细规格的钢丝而言,比较理想的水浴方法是单段式,它减少了工艺程序,控制较双段式更为便利。双段式水浴,各比例长度的控制,第一段水浴池长度的增加,会使得索氏体化平均转变温度升高,强度会降低;空气段长度的增加,会使得索氏体化平均转变温度升高,强度也会降低。第二段水浴池长度的增加,会使得索氏体化平均转变温度降低,强度就会提高。

有关研究人员强调指出,水浴淬火处理是金属线材制品行业在钢丝热处理工艺上消除铅害的一项研究成果。该工艺不仅能够满足各种钢丝以及各种规格钢丝绳用钢丝的生产工艺要求,而且具有环保、节能、操作方便、投资少、效益高等的特点。

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