Metodo di fabbricazione del processo di trattamento termico per bulloni

Tecnologia di base:

Elementi di fissaggio ad alta resistenza richiedono un trattamento di tempra e rinvenimento secondo i requisiti tecnici. Trattamento termico di tempra e rinvenimento L'obiettivo è migliorare le proprietà meccaniche complessive degli elementi di fissaggio per soddisfare i requisiti di resistenza alla trazione e di snervamento specificati. Il processo di trattamento termico ha un impatto cruciale sulla qualità interna degli elementi di fissaggio ad alta resistenza, in particolare sulla loro qualità interna. Durante il processo di tempra e rinvenimento, viene solitamente introdotto gas ossidante dall'esterno del forno. Il gas ossidante reagisce con il bullone, causandone la decarburazione superficiale. A causa delle diverse strutture superficiali e interne, presenta diversi coefficienti di dilatazione. Durante la tempra, possono verificarsi cricche superficiali, che riducono la qualità del prodotto. Il processo di trattamento termico tradizionale prevede l'inserimento diretto dei bulloni in un forno di tempra ad alta temperatura. Durante il processo di tempra e rinvenimento, possono verificarsi problemi come durezza insufficiente allo stato temprato, durezza non uniforme allo stato temprato, eccessiva deformazione da tempra e cricche da tempra. Per questo motivo, è necessario apportare miglioramenti al processo di trattamento termico tradizionale.

Elementi di implementazione tecnica:

Per ovviare alle carenze della tecnologia esistente, lo scopo della presente invenzione è quello di fornire un processo di trattamento termico per bulloni con un migliore effetto di tempra, una migliore qualità del prodotto e una maggiore durata del prodotto.

Per raggiungere gli obiettivi sopra indicati, la presente invenzione adotta la seguente soluzione tecnica:

Il processo di trattamento termico dei bulloni comprende i seguenti passaggi:

S1. Defosforizzazione;

S2. Pretrattamento: posizionare il prodotto in un forno di preriscaldamento e iniettare continuamente azoto gassoso ad alta temperatura nel forno di preriscaldamento. Dopo il preriscaldamento per 2,5-3 ore, rimuovere il prodotto e posizionarlo in un forno di cementazione per il trattamento di cementazione;

S3. Tempra: posizionare il prodotto in un forno di tempra e iniettare continuamente azoto nel forno di tempra. Dopo aver iniettato azoto per 30-40 minuti, aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 460-500 ℃ e mantenerla per 15-20 minuti prima di procedere con la prima fase del trattamento di tempra; aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 550-700 ℃ e mantenerla per 20-35 minuti prima di procedere con la seconda fase del trattamento di tempra; aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 750-850 ℃ e mantenerla per 30-45 minuti prima di procedere con la terza fase del trattamento di tempra;

S4. Raffreddamento ad olio: Estrarre il prodotto temprato e posizionarlo nel primo serbatoio dell'olio di tempra per il raffreddamento ad olio, mescolando ogni 15 minuti e mantenendolo per 20-30 minuti; Dopo la rimozione, posizionarlo nel secondo serbatoio dell'olio di tempra per il raffreddamento ad olio, mescolando ogni 15 minuti finché la temperatura del prodotto non scende a 100 ℃;

S5. Rimozione dell'olio: Estrarre il prodotto raffreddato e lasciarlo riposare per 35-45 minuti, quindi soffiare via l'olio di tempra sulla superficie del prodotto con aria fredda;

S6. Rinvenimento: Inserire il prodotto sgrassato in un forno di rinvenimento per il trattamento di rinvenimento, regolare la temperatura di rinvenimento a 110~180 ℃ e il tempo di rinvenimento a 1,5~3 ore. Eseguire la prima fase del trattamento di rinvenimento; aumentare la temperatura a 370-410 ℃ e rinvenire per 3-6 ore prima di procedere con la seconda fase del trattamento di rinvenimento; dopo il trattamento di rinvenimento, raffreddare il prodotto ad aria a temperatura ambiente.

Preferibilmente, nel passaggio s1 sopra, la soluzione detergente è composta dai seguenti componenti in massa: 20-36 parti di acetato di butile, 10-13 parti di acido poliglicolico, 16-20 parti di acido amminoacetico, 13-22 parti di acrilato di etile, 5-9 parti di sale di trietanolammina dell'acido oleico, 3-16 parti di etanolammina e 18-26 parti di acqua, che possono rimuovere efficacemente le macchie d'olio dalla superficie del prodotto ed evitare di compromettere l'effetto di tempra.

Più preferibilmente, il suddetto serbatoio di defosforazione è dotato di una soluzione di defosforazione, che seleziona una soluzione di idrossido di potassio con una concentrazione di 2,2-6,5 g/l o una soluzione di idrossido di sodio con una concentrazione di 2,8-6,9 g/l.

Più preferibilmente, nella fase s2 sopra menzionata, l'azoto gassoso ad alta temperatura introdotto nel forno di preriscaldamento è lo stesso azoto gassoso presente nel forno di tempra nella fase s3, con una portata di 2,5-3,5 l/h. Preriscaldando il prodotto, la soluzione detergente sulla sua superficie può essere essiccata e l'improvviso aumento di temperatura nel forno di tempra può evitare di compromettere la qualità del prodotto.

Ancora più preferibilmente, nel passaggio s3 di cui sopra, la portata di azoto è di 4-5 l/h, il che può rimuovere l'aria dal forno di preriscaldamento, evitare la reazione di ossidazione tra l'ossigeno e il prodotto ed evitare la decarburazione, che può causare il guasto degli elementi di fissaggio filettati e ridurre la durata utile del prodotto.

Nello specifico, nella fase s3 di cui sopra, la velocità di riscaldamento del forno di tempra durante il periodo di riscaldamento a 460-500 ℃ è di 30-40 ℃/min, la velocità di riscaldamento durante il periodo di riscaldamento a 550-700 ℃ è di 50-60 ℃/min e la velocità di riscaldamento durante il periodo di riscaldamento a 750-850 ℃ è di 70-90 ℃/min. Il trattamento di tempra con riscaldamento a stadi può migliorare l'effetto di tempra del prodotto e migliorarne la qualità.

Preferibilmente, nella fase s4, la temperatura dell'olio di tempra nel primo serbatoio dell'olio di tempra è di 250-300 ℃, e la temperatura dell'olio di tempra nel secondo serbatoio dell'olio di tempra è di 50-70 ℃.

Più preferibilmente, nel passaggio s5 di cui sopra, la temperatura dell'aria fredda è 30-35 ℃ e la velocità del vento è 20-25 m/s.

I vantaggi della presente invenzione sono la semplicità, la facilità d'uso e l'ottimo effetto di tempra del processo di trattamento termico del bullone. Preriscaldando il prodotto, la soluzione detergente sulla sua superficie può essere essiccata e l'improvviso aumento di temperatura nel forno di tempra può evitare di compromettere la qualità del prodotto; l'azoto ad alta temperatura utilizzato nel forno di preriscaldamento proviene dal forno di tempra, eliminando il dispositivo di riscaldamento nel forno di preriscaldamento, con conseguente risparmio energetico e riduzione dei costi di produzione; l'iniezione di azoto nei forni di preriscaldamento e tempra può rimuovere l'aria all'interno, evitando reazioni di ossidazione tra l'ossigeno e il prodotto, evitando così la decarburazione e il cedimento degli elementi di fissaggio filettati, prolungando la durata del prodotto; il trattamento di tempra con riscaldamento a stadi può migliorare l'effetto di tempra del prodotto e migliorarne la qualità; il trattamento di raffreddamento a olio a stadi può raffreddare efficacemente i prodotti ad alta temperatura senza comprometterne la qualità.

Metodo di implementazione specifico

Di seguito è riportata un'introduzione specifica alla presente invenzione, corredata da specifiche forme di realizzazione.

Esempio 1

Il processo di trattamento termico dei bulloni comprende i seguenti passaggi:

S1. Defosforizzazione;

La soluzione detergente è composta dai seguenti componenti in massa: 20 parti di acetato di butile, 10 parti di acido poliglicolico, 16 parti di acido amminoacetico, 13 parti di acrilato di etile, 5 parti di sale di trietanolammina dell'acido oleico, 3 parti di etanolammina e 18 parti di acqua; Il serbatoio di defosforazione è dotato di una soluzione di defosforazione che utilizza una soluzione di idrossido di potassio con una concentrazione di 2,2 g/l;

S2. Pretrattamento: posizionare il prodotto in un forno di preriscaldamento e iniettare continuamente azoto gassoso ad alta temperatura nel forno di preriscaldamento. Dopo il preriscaldamento per 2,5 ore, estrarre il prodotto e posizionarlo in un forno di cementazione per il trattamento di cementazione;

S3. Tempra: posizionare il prodotto nel forno di tempra e iniettare continuamente azoto gassoso nel forno di tempra. La portata di azoto gassoso è di 4 l/h e, dopo aver iniettato azoto gassoso per 30 minuti, aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 460 °C, con una velocità di riscaldamento di 30 °C/min, e mantenerla per 15 minuti prima di procedere con la prima fase del trattamento di tempra; aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 550 °C, con una velocità di riscaldamento di 50 °C/min, e mantenerla per 20 minuti prima di procedere con la seconda fase del trattamento di tempra; aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 750 °C, con una velocità di riscaldamento di 70 °C/min, e mantenerla per 30 minuti prima di procedere con la terza fase del trattamento di tempra;

S4. Raffreddamento ad olio: Estrarre il prodotto temprato e posizionarlo nel primo serbatoio dell'olio di tempra per il raffreddamento ad olio. La temperatura dell'olio di tempra è di 250 °C e mescolare ogni 15 minuti per 20 minuti; Dopo la rimozione, posizionarlo nel secondo serbatoio dell'olio di tempra per il raffreddamento ad olio, con la temperatura dell'olio di tempra a 50 °C e mescolare ogni 15 minuti fino a quando la temperatura del prodotto non scende a 100 °C;

S5. Rimozione dell'olio: Estrarre il prodotto raffreddato e lasciarlo riposare per 35 minuti. Soffiare via l'olio di tempra dalla superficie del prodotto con aria fredda a una temperatura di 30 °C e una velocità del vento di 20 m/s;

S6. Rinvenimento: Inserire il prodotto sgrassato in un forno di rinvenimento per il trattamento di rinvenimento, regolare la temperatura di rinvenimento a 110 °C e il tempo di rinvenimento a 1,5 ore. Eseguire la prima fase del trattamento di rinvenimento; aumentare la temperatura a 370 °C, rinvenire per 3 ore e procedere con la seconda fase del trattamento di rinvenimento; dopo il trattamento di rinvenimento, raffreddare il prodotto ad aria fino a temperatura ambiente.

L'azoto gassoso ad alta temperatura introdotto nel forno di preriscaldamento nella fase s2 di questa forma di realizzazione è l'azoto gassoso proveniente dal forno di tempra nella fase s3 e la portata dell'azoto gassoso ad alta temperatura è di 2,5 l/h.

Esempio 2

Le fasi del processo in questa forma di realizzazione sono le stesse di quelle dell'Esempio 1, ad eccezione delle condizioni di processo specifiche, che includono le seguenti fasi:

S1. Defosforazione: inserire il prodotto nella macchina di pulizia e versare la soluzione detergente fino a completa immersione. Regolare la temperatura di pulizia a 50 °C e mescolare ogni 15 minuti. Dopo 3 ore di pulizia, estrarre il prodotto e inserirlo nel serbatoio di defosforazione per il trattamento di defosforazione;

La soluzione detergente è composta dai seguenti componenti in massa: 36 parti di acetato di butile, 13 parti di acido poliglicolico, 20 parti di acido amminoacetico, 22 parti di acrilato di etile, 9 parti di sale di trietanolammina dell'acido oleico, 16 parti di etanolammina e 26 parti di acqua; Il serbatoio di defosforazione è dotato di una soluzione di defosforazione, selezionata come soluzione di idrossido di potassio con una concentrazione di 6,5 g/l o una soluzione di idrossido di sodio con una concentrazione di 6,9 g/l;

S2. Pretrattamento: posizionare il prodotto in un forno di preriscaldamento e iniettare continuamente azoto gassoso ad alta temperatura nel forno di preriscaldamento. Dopo il preriscaldamento per 3 ore, estrarre il prodotto e posizionarlo in un forno di cementazione per il trattamento di cementazione;

S3. Tempra: posizionare il prodotto nel forno di tempra e iniettare continuamente azoto gassoso nel forno di tempra. La portata di azoto gassoso è di 5 l/h e, dopo aver iniettato azoto gassoso per 40 minuti, aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 500 °C, con una velocità di riscaldamento di 40 °C/min, e mantenerla per 20 minuti prima di procedere con la prima fase del trattamento di tempra; aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 700 °C, con una velocità di riscaldamento di 60 °C/min, e mantenerla per 35 minuti prima di procedere con la seconda fase del trattamento di tempra; aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 850 °C, con una velocità di riscaldamento di 90 °C/min, e mantenerla per 45 minuti prima di procedere con la terza fase del trattamento di tempra;

S4. Raffreddamento ad olio: Estrarre il prodotto temprato e posizionarlo nel primo serbatoio dell'olio di tempra per il raffreddamento ad olio. La temperatura dell'olio di tempra è di 300 °C e mescolare ogni 15 minuti per 30 minuti; Dopo la rimozione, posizionarlo nel secondo serbatoio dell'olio di tempra per il raffreddamento ad olio, con la temperatura dell'olio di tempra a 70 °C e mescolare ogni 15 minuti fino a quando la temperatura del prodotto non scende a 100 °C;

S5. Rimozione dell'olio: Estrarre il prodotto raffreddato e lasciarlo riposare per 45 minuti. Soffiare via l'olio di tempra dalla superficie del prodotto con aria fredda a una temperatura di 35 °C e una velocità del vento di 25 m/s;

S6. Rinvenimento: Inserire il prodotto sgrassato in un forno di rinvenimento per il trattamento di rinvenimento, regolare la temperatura di rinvenimento a 180 °C e il tempo di rinvenimento a 3 ore. Eseguire la prima fase del trattamento di rinvenimento; aumentare la temperatura a 410 °C, rinvenire per 6 ore e procedere con la seconda fase del trattamento di rinvenimento; dopo il trattamento di rinvenimento, raffreddare il prodotto ad aria fino a temperatura ambiente.

L'azoto gassoso ad alta temperatura introdotto nel forno di preriscaldamento nella fase s2 di questa forma di realizzazione è l'azoto gassoso proveniente dal forno di tempra nella fase s3, con una portata di 3,5 l/h per l'azoto gassoso ad alta temperatura.

Esempio 3

Le fasi del processo in questa forma di realizzazione sono le stesse di quelle dell'Esempio 1, ad eccezione delle condizioni di processo specifiche, che includono le seguenti fasi:

S1. Defosforizzazione;

La soluzione detergente è composta dai seguenti componenti in massa: 28 parti di acetato di butile, 12 parti di acido poliglicolico, 18 parti di acido amminoacetico, 18 parti di acrilato di etile, 7 parti di sale di trietanolammina dell'acido oleico, 10 parti di etanolammina e 22 parti di acqua; Il serbatoio di defosforazione è dotato di una soluzione di defosforazione, selezionata come soluzione di idrossido di sodio con una concentrazione di 4,5 g/l;

S2. Pretrattamento: posizionare il prodotto in un forno di preriscaldamento e iniettare continuamente azoto gassoso ad alta temperatura nel forno di preriscaldamento. Dopo il preriscaldamento per 2,7 ore, rimuovere il prodotto e posizionarlo in un forno di cementazione per il trattamento di cementazione;

S3. Tempra: posizionare il prodotto nel forno di tempra e iniettare continuamente azoto gassoso nel forno di tempra. La portata di azoto gassoso è di 4,5 l/h e, dopo aver iniettato azoto gassoso per 35 minuti, aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 480 °C, con una velocità di riscaldamento di 35 °C/min, e mantenerla per 18 minuti prima di procedere con la prima fase del trattamento di tempra; aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 575 °C, con una velocità di riscaldamento di 55 °C/min, e mantenerla per 27 minuti prima di procedere con la seconda fase del trattamento di tempra; aumentare lentamente la temperatura del forno di tempra a 800 °C, con una velocità di riscaldamento di 80 °C/min, e mantenerla per 38 minuti prima di procedere con la terza fase del trattamento di tempra;

S4. Raffreddamento ad olio: Estrarre il prodotto temprato e posizionarlo nel primo serbatoio dell'olio di tempra per il raffreddamento ad olio. La temperatura dell'olio di tempra è di 275 °C e mescolare ogni 15 minuti per 25 minuti; Dopo la rimozione, posizionarlo nel secondo serbatoio dell'olio di tempra per il raffreddamento ad olio, con la temperatura dell'olio di tempra a 60 °C e mescolare ogni 15 minuti fino a quando la temperatura del prodotto non scende a 100 °C;

S5. Rimozione dell'olio: Estrarre il prodotto raffreddato e lasciarlo riposare per 40 minuti. Soffiare via l'olio di tempra dalla superficie del prodotto con aria fredda, a una temperatura di 33 °C e una velocità del vento di 22 m/s;

S6. Rinvenimento: Inserire il prodotto sgrassato in un forno di rinvenimento per il trattamento di rinvenimento, regolare la temperatura di rinvenimento a 145 °C e il tempo di rinvenimento a 2,2 ore. Eseguire la prima fase del trattamento di rinvenimento; aumentare la temperatura a 390 °C, rinvenire per 4,5 ore e procedere con la seconda fase del trattamento di rinvenimento; dopo il trattamento di rinvenimento, raffreddare il prodotto ad aria fino a temperatura ambiente.

L'azoto ad alta temperatura introdotto nel forno di preriscaldamento nella fase s2 di questa forma di realizzazione è l'azoto nel forno di tempra nella fase s3, con una portata di 3 l/h.

Test delle prestazioni meccaniche

Dai risultati dei test si evince che il livello di resistenza dei bulloni trattati con il processo di trattamento termico della presente invenzione è superiore a 10,5, il che soddisfa i requisiti di qualità.

Il processo di trattamento termico del bullone oggetto della presente invenzione è semplice, facile da usare e ha un buon effetto di tempra. Preriscaldando il prodotto, la soluzione detergente sulla sua superficie può essere essiccata e l'improvviso aumento di temperatura nel forno di tempra può evitare di compromettere la qualità del prodotto; L'azoto ad alta temperatura utilizzato nel forno di preriscaldamento proviene dal forno di tempra, eliminando il dispositivo di riscaldamento nel forno di preriscaldamento, con conseguente risparmio energetico e riduzione dei costi di produzione; L'iniezione di azoto nei forni di preriscaldamento e tempra può rimuovere l'aria all'interno, evitando reazioni di ossidazione tra l'ossigeno e il prodotto, evitando così la decarburazione e il cedimento degli elementi di fissaggio filettati, e prolungando la durata del prodotto; Il trattamento di tempra con riscaldamento a stadi può migliorare l'effetto di tempra del prodotto e migliorarne la qualità; Il trattamento di raffreddamento a olio a stadi può raffreddare efficacemente i prodotti ad alta temperatura senza danneggiarne la qualità.

Nella descrizione di questa specifica, il riferimento a termini quali "una forma di realizzazione", "alcune forme di realizzazione", "esempi", "esempi specifici" o "alcuni esempi" significa che le caratteristiche, le strutture, i materiali o le caratteristiche specifiche descritte in relazione alla forma di realizzazione o all'esempio sono incluse in almeno una forma di realizzazione o un esempio della presente invenzione. Nella presente specifica, le espressioni schematiche dei termini sopra indicati non si riferiscono necessariamente alle stesse forme di realizzazione o esempi. Inoltre, le caratteristiche, le strutture, i materiali o le caratteristiche specifiche descritte possono essere combinate in modo appropriato in una o più forme di realizzazione o esempi.

Quanto sopra illustra e descrive i principi fondamentali, le caratteristiche principali e i vantaggi della presente invenzione. I tecnici del settore devono comprendere che le suddette forme di realizzazione non limitano in alcun modo la presente invenzione e che qualsiasi soluzione tecnica ottenuta mediante sostituzione equivalente o trasformazione equivalente rientra nell'ambito di protezione della presente invenzione.