一種3Gr13方鋼的熱處理加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬熱處理領(lǐng)域，具體地說，尤其涉及一種3Grl3方鋼的熱處理加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]方鋼一般用于桁架、支撐等用途，其經(jīng)過加工過程的鍛造、鍛壓、初步熱處理后其機械性能一般能夠滿足相應(yīng)的用途要求，但是在一些采用較大直徑(如120mm)合金方鋼的酸性環(huán)境中對耐腐蝕度、表面硬度及表面完整程度要求較為，初步熱處理加工的合金方鋼，如3Grl3材質(zhì)方鋼已不能滿足需求，亟需要一種新的后續(xù)調(diào)質(zhì)處理方法來實現(xiàn)對耐腐蝕、表面硬度及保持表面完整程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種3Grl3方鋼的熱處理加工方法，其能夠改善3Grl3方鋼的表面硬度和耐腐蝕度，減少棱角部位在后續(xù)熱處理過程中出現(xiàn)裂紋的問題，保持表面完整程度。
[0004]該方法包括以下步驟:
[0005]步驟一、將邊長L為120mm?200mm的3Grl3方鋼進行表面處理,清理表面附帶的雜物；
[0006]步驟二、將清理后的3Grl3方鋼送入淬火機構(gòu)進行淬火，淬火溫度采用折線升溫模式，在1min?15min內(nèi)升溫至680°C?750°C，在5min?8min內(nèi)升溫至980°C?1020°C，并保持淬火溫度1000°C?1020°C的時間為1min?80min ；
[0007]步驟三、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼送入風(fēng)冷機構(gòu)，采用風(fēng)速為2.5?3m/s，溫度為室溫的風(fēng)冷機構(gòu)進行方鋼棱角部位的風(fēng)冷，待棱角部位的溫度降為810?820°C范圍時，進行下一工序進行噴淋油冷；
[0008]步驟四、將上述淬火風(fēng)冷處理之后的3Grl3方鋼，采用含量為12%?15 %的PAG淬火水溶液進行水壓為0.15?0.2Mpa、水溫控制在35°C?40°C的淬火冷卻，冷卻至40°C?50°C后運出；
[0009]步驟五、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼空冷，冷卻至室溫；
[0010]步驟六、將冷卻至室溫的3Grl3方鋼送入回火機構(gòu)進行回火，回火溫度為580°C?600°C，回火保溫時間為80?10min ；
[0011]步驟七、將經(jīng)過回火保溫處理的3Grl3方鋼利用2bar?20bar的冷卻氣體進行冷卻，冷卻至380°C?400°C，然后保持爐內(nèi)氣氛緩慢冷卻至室溫；
[0012]步驟八、檢測冷卻后的3Grl3方鋼機械特性，符合規(guī)定進入下一處理工序，不合格品送至后續(xù)熱處理調(diào)質(zhì)工序。
[0013]進一步地講，本發(fā)明中所述的步驟七中的冷卻氣體為N2。
[0014]進一步地講,本發(fā)明中所述的步驟三中的棱角部位為邊線向內(nèi)15?20mm的范圍。
[0015]進一步地講,本發(fā)明中所述的步驟七中的冷卻氣體的壓強控制在8bar?12bar。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述的3Grl3方鋼的熱處理加工方法能夠增加3Grl3方鋼的強度及耐腐蝕性，降低在120mm?200mm方鋼進行熱處理時出現(xiàn)的棱角部位裂紋的風(fēng)險，提高產(chǎn)品熱處理的合格率，經(jīng)過熱處理后的表面硬度達到25?30HRC,滿足酸性環(huán)境下的支撐使用。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:步驟一、將邊長為120mm的3Grl3方鋼進行表面處理，清理表面附帶的雜物；
[0018]步驟二、將清理后的3Grl3方鋼送入淬火機構(gòu)進行淬火，淬火溫度采用折線升溫模式，在1min內(nèi)升溫至680°C，在5min內(nèi)升溫至980°C，并保持淬火溫度1000°C的時間為1min ；
[0019]步驟三、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼送入風(fēng)冷機構(gòu)，采用風(fēng)速為2.5，溫度為室溫的風(fēng)冷機構(gòu)進行方鋼棱角部位的風(fēng)冷，待棱角部位的溫度降為810°C范圍時，進行下一工序進行噴淋油冷；
[0020]步驟四、將上述淬火風(fēng)冷處理之后的3Grl3方鋼，采用含量為12%的PAG淬火水溶液進行水壓為0.15Mpa、水溫控制在35°C的淬火冷卻，冷卻至40°C后運出；
[0021]步驟五、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼空冷，冷卻至室溫；
[0022]步驟六、將冷卻至室溫的3Grl3方鋼送入回火機構(gòu)進行回火，回火溫度為580°C，回火保溫時間為80min ；
[0023]步驟七、將經(jīng)過回火保溫處理的3Grl3方鋼利用2bar的冷卻氣體進行冷卻，冷卻至380°C，然后保持爐內(nèi)氣氛緩慢冷卻至室溫；
[0024]步驟八、檢測冷卻后的3Grl3方鋼機械特性，符合規(guī)定進入下一處理工序，不合格品送至后續(xù)熱處理調(diào)質(zhì)工序。
[0025]實施例2:步驟一、將邊長為200mm的3Grl3方鋼進行表面處理，清理表面附帶的雜物；
[0026]步驟二、將清理后的3Grl3方鋼送入淬火機構(gòu)進行淬火，淬火溫度采用折線升溫模式，在15min內(nèi)升溫至750°C，在8min內(nèi)升溫至1020°C，并保持淬火溫度1020°C的時間為80min ；
[0027]步驟三、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼送入風(fēng)冷機構(gòu)，采用風(fēng)速為3m/s，溫度為室溫的風(fēng)冷機構(gòu)進行方鋼棱角部位的風(fēng)冷，待棱角部位的溫度降為810?820°C范圍時，進行下一工序進行噴淋油冷；
[0028]步驟四、將上述淬火風(fēng)冷處理之后的3Grl3方鋼，采用含量為15%的PAG淬火水溶液進行水壓為0.2Mpa、水溫控制在40°C的淬火冷卻，冷卻至50°C后運出；
[0029]步驟五、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼空冷，冷卻至室溫；
[0030]步驟六、將冷卻至室溫的3Grl3方鋼送入回火機構(gòu)進行回火，回火溫度為600°C，回火保溫時間為10min ；
[0031]步驟七、將經(jīng)過回火保溫處理的3Grl3方鋼利用20bar的冷卻氣體進行冷卻，冷卻至340°C，然后保持爐內(nèi)氣氛緩慢冷卻至室溫；
[0032]步驟八、檢測冷卻后的3Grl3方鋼機械特性，符合規(guī)定進入下一處理工序，不合格品送至后續(xù)熱處理調(diào)質(zhì)工序。
[0033]實施例3:步驟一、將邊長L為180mm的3Grl3方鋼進行表面處理，清理表面附帶的雜物；
[0034]步驟二、將清理后的3Grl3方鋼送入淬火機構(gòu)進行淬火，淬火溫度采用折線升溫模式，在12min內(nèi)升溫至720°C，在6.5min內(nèi)升溫至1000°C，并保持淬火溫度1005°C的時間為 70min ；
[0035]步驟三、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼送入風(fēng)冷機構(gòu)，采用風(fēng)速為2.5?3m/s，溫度為室溫的風(fēng)冷機構(gòu)進行方鋼棱角部位的風(fēng)冷，待棱角部位的溫度降為815°C范圍時，進行下一工序進行噴淋油冷；
[0036]步驟四、將上述淬火風(fēng)冷處理之后的3Grl3方鋼，采用含量為13%的PAG淬火水溶液進行水壓為0.2Mpa、水溫控制在40°C的淬火冷卻，冷卻至50°C后運出；
[0037]步驟五、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼空冷，冷卻至室溫；
[0038]步驟六、將冷卻至室溫的3Grl3方鋼送入回火機構(gòu)進行回火，回火溫度為600°C，回火保溫時間為90min ；
[0039]步驟七、將經(jīng)過回火保溫處理的3Grl3方鋼利用1bar的冷卻氣體進行冷卻，冷卻至400°C，然后保持爐內(nèi)氣氛緩慢冷卻至室溫；
[0040]步驟八、檢測冷卻后的3Grl3方鋼機械特性，符合規(guī)定進入下一處理工序，不合格品送至后續(xù)熱處理調(diào)質(zhì)工序。
[0041]熱處理完成后的3Grl3方鋼之間適宜留取適當(dāng)空隙進行空冷，避免堆放冷卻，在空冷完成后檢測殘余應(yīng)力及形變量，殘余應(yīng)力及形變量滿足客戶要求的，可在進行表面光亮處理或進一步進行噴涂處理后交付客戶，不滿足的轉(zhuǎn)移至相應(yīng)工序進行調(diào)整或等待一段時間后繼續(xù)進行檢驗。
【主權(quán)項】
1.一種3Grl3方鋼的熱處理加工方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 步驟一、將邊長L為120mm?200mm的3Grl3方鋼進行表面處理，清理表面附帶的雜物； 步驟二、將清理后的3Grl3方鋼送入淬火機構(gòu)進行淬火，淬火溫度采用折線升溫模式，在1min?15min內(nèi)升溫至680°C?750°C，在5min?8min內(nèi)升溫至980°C?1020°C，并保持淬火溫度1000°C?1020°C的時間為1min?80min ； 步驟三、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼送入風(fēng)冷機構(gòu)，采用風(fēng)速為2.5?3m/s，溫度為室溫的風(fēng)冷機構(gòu)進行方鋼棱角部位的風(fēng)冷，待棱角部位的溫度降為810?820°C范圍時，進行下一工序進行噴淋油冷； 步驟四、將上述淬火風(fēng)冷處理之后的3Grl3方鋼，采用含量為12%?15%的PAG淬火水溶液進行水壓為0.15?0.2Mpa、水溫控制在35°C?40°C的淬火冷卻，冷卻至40°C?50°C后運出； 步驟五、將經(jīng)過上述處理的3Grl3方鋼空冷，冷卻至室溫； 步驟六、將冷卻至室溫的3Grl3方鋼送入回火機構(gòu)進行回火，回火溫度為580°C?600°C，回火保溫時間為80?10min ； 步驟七、將經(jīng)過回火保溫處理的3Grl3方鋼利用2bar?20bar的冷卻氣體進行冷卻，冷卻至380°C?400°C，然后保持爐內(nèi)氣氛緩慢冷卻至室溫； 步驟八、檢測冷卻后的3Grl3方鋼機械特性，符合規(guī)定進入下一處理工序，不合格品送至后續(xù)熱處理調(diào)質(zhì)工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3Grl3方鋼的熱處理加工方法，其特征在于:所述步驟七中的冷卻氣體為N2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3Grl3方鋼的熱處理加工方法，其特征在于:步驟三中的棱角部位為邊線向內(nèi)15?20mm的范圍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3Grl3方鋼的熱處理加工方法，其特征在于:所述步驟七中的冷卻氣體的壓強控制在8bar?12bar。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種3Gr13方鋼的熱處理加工方法，屬于金屬熱處理領(lǐng)域，用于120mm～200mm的3Gr13方鋼處理，其經(jīng)過680℃～750℃及980℃～1020℃的加熱淬火，并恒溫至1000℃～1020℃后進行棱角部位的風(fēng)冷，整體采用PAG淬火水溶液進行噴淋冷卻，空冷至室溫后進行回火處理，回火溫度580℃～600℃，回火保溫時間為80～100min，回火后進行冷卻氣體冷卻。上述技術(shù)方案能夠增加3Gr13方鋼的強度及耐腐蝕性，降低在120mm～200mm方鋼進行熱處理時出現(xiàn)的棱角部位裂紋的風(fēng)險，提高產(chǎn)品熱處理的合格率，經(jīng)過熱處理后的表面硬度達到25～30HRC，滿足酸性環(huán)境下的支撐使用。
【IPC分類】C21D1/18, C21D6/00
【公開號】CN105525067
【申請?zhí)枴緾N201410523237
【發(fā)明人】趙財源
【申請人】趙財源
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月30日