CN1026996C - 金属针布的淬火方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能提高齿尖硬度和硬度均匀性的淬火方法，其工艺流程包括开卷、退火处理、淬火、回火和卷取；或开卷、冲齿、淬火和卷取，主要特征是淬火处理采用两次淬火的方法，第一次淬火温度为800～840℃，采用喷气或喷水冷却；第二次淬火温度为820～860℃，采用油冷或水冷。用于淬火的两个火嘴长度为25～45mm，两个火嘴之间的距离为150～250mm。

Description

本发明属于金属热处理的淬火方法领域。主要适用金属针布的热处理。

为了使金属针布对纤维（棉或化纤）能有良好的分梳等效果，则必须保证金属针布具有锋利的、耐磨的齿尖。

在现有技术中，为了提高金属针布齿尖的硬度，通常采用一次淬火的热处理方法，对齿尖进行局部淬火，在一次淬火方法中，又有两种不同流程的淬火工艺，即：

①开卷→软化退火→淬火→回火→卷取。其中，淬火温度为880～900℃。如附图1所示（《纺织器材生产手册》，中册，纺织工作出版社，229～241页）。

②开卷→冲齿→淬火→卷取。其中淬火温度为860～880℃。如附图2所示（《国外纺织器材》，纺织工业出版社，46～52页）。

上述两个不同流程的一次淬火方法所存在的主要问题是齿尖硬度值波动较大，硬度值平均水平偏低，且齿尖的金相显微组织易于粗化，造成金属针布齿尖不耐磨，使用寿命较低。这是由于下列原因造成的。

其原因是：根据工作条件，要求金属针布具有硬的齿尖和软的基体。由于齿尖细小，使得实际生产中只能采用局部快速加热的方法对齿尖进行淬火处理。但因淬火之前的工序要求，淬火前金属针布齿尖的金相显微组织是球化退火组织，即在低含碳量的铁素体基体上，均匀分布高含碳量的球化物。这种淬火前的原始组织状态，不适用于快速加热淬火方法，因为快速加热淬火的齿尖将只能在高温奥氏体区停留极短的时间（根据现有技术，金属针布齿尖的淬火加热时间为0.1～0.3秒）。在如此短暂的时间内，球状碳化物来不及充分溶解和扩散，致使在铁素体基体内仍存在许多高含碳量的区域，以致于基体的含碳量很不均匀，难以保证齿尖淬火后达到较高的硬度值，以及齿尖之间硬度值的均衡性。如果为了高含碳量碳化物的溶解，而延长淬火加热时间（即增加火嘴长度）或提高火焰温度，又势必导致齿尖金相组织的粗化，使齿尖变脆，这显然是不可取。

上述即是现有金属针布淬火方法使齿尖硬度低，波动大的主要原因。

本发明的目的在于提供一种能提高金属针布齿尖硬度，且使齿尖硬度均匀和齿尖显微组织细化的金属针布淬火方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：采用两次淬火方法对金属针布齿尖进行处理;同时，降低淬火温度，缩短齿尖加热时间;通过在金属针布成品的淬火工艺生产线上设置相距一定距离的两个火嘴来实现两次淬火，以减少供给火嘴的燃料来降低火焰温度。

通过齿尖的第一次淬火和随后的自回火，使齿尖的金相显微组织转变为回火马氏体+索氏体+碳化物+残余奥氏体组织。这种组织有利于第二次淬火加热时碳的固溶及扩散，为提高齿尖硬度创造了有利条件，同时，由于相界面和晶界面的增多，有利于淬火组织的细化，这样通过第一次淬火，获得了理想的预备组织。随后的第二次淬火，使金属针布齿尖得到较理想的金相显微组织，即回火马氏体+少量碳化物+残余奥氏体，最终获得高硬度与细晶粒相结合的较理想的结果。

本发明金属针布的两次淬火方法的两个具体工艺流程如下：

（见附图3）

②开卷→冲齿→第一次淬火→第二次淬火→油 冷→卷取（见附图4）。

在上述技术方案中，第一次淬火温度为800～840℃;第二次淬火温度为820～860℃;淬火前的退火温度700～750℃，第二次淬火后的回火温度为200～250℃;火嘴长度为25～45mm;第一火嘴与第二火嘴之间的距离为150～250mm。其火嘴长度较现有技术的50～80mm平均缩短了35mm;同时，由于降低了燃料和助燃气的流量，虽然增加了一个火嘴，但燃料消耗与原采用的一次淬火方法的燃料消耗基本持平。

与现有技术相比，本发明显著地提高了金属针布齿尖的硬度和细化了齿尖的金相显微组织，使其使用寿命大幅度提高。表1和表2分别为本发明与现有技术齿尖中不同显微硬度值所占的百分数，以及齿尖金相显微组织中各种级别马氏体所占的百分数。（表1、2见文后）

下面通过附图对本发明作进一步说明。

附图1、附图2为现有技术金属针布一次淬火方法的工艺流程示意图。

附图3、附图4为本发明金属针布的淬火方法工艺流程示意图。

附图1至附图4中，1为开卷，2为冲齿，3为退火炉，4为第一火嘴，5为冷却嘴，6为第二火嘴，7为油或水冷却器，8为回火炉，9为卷取，10为金属针布钢带。

从附图1、附图2可看出，在现有技术工艺流程中，只有一个火嘴，即仅为一次淬火;其火嘴长度为50～80mm。

从附图3、附图4看出，本发明的工艺流程中，有两个火嘴（4和6），即可实现两次淬火;火嘴长度为25～45mm，火嘴4与火嘴6的间距为150～250mm;第一火嘴4之后有冷却嘴5，以便实施淬火冷却。第一次淬火冷却方式可采用喷气或喷水冷却齿尖，也可采用自然冷却;第二次淬火的冷却方式一是采用水冷，随后需进行回火处理，二是采用油冷，无需进行回火处理。

从附图3可知，本发明的工艺流程之一中，在淬火前有退火处理，其目的是使经过压扁和切削等冷加工的金属针布的基部金相组织得以恢复，并降低硬度，在第二次淬火后有回火处理，主要作用是消除由于采用水淬时，齿尖中形成的内应力，若采用热油作为冷却介质时，淬火后可以不进行回火。

按照附图3所示的工艺流程，本发明所述的金属针布淬火过程如下：金属针布带卷经开卷（1）后，进入退火炉（3）进行退火，随后经过第一火嘴（4），齿尖经局部快速加热，在极短的时间（0.1～0.2秒）内达到预定淬火温度，接着通过冷却嘴（5）实现淬火冷却，冷却之后的金属针布齿尖迅速经过第二火嘴（6）进行第二次淬火，第二次淬火在油冷却器（7）中进行油冷，油冷之后进入卷取机进行卷取（9），即完成整个工艺流程。

实施例

采用本发明所述两次淬火方法的两类工艺流程，对含碳量为0.6%的碳素钢金属针布进行四个批号的淬火处理。淬火之后，对四批金属针布进行了齿尖硬度测量。工艺流程中的各项参数如表3所示，所测硬度值如表4所示。（表3、4见文后）

表1    齿尖中不同显微硬度值所占的百分数

淬火方法    显微硬度（Hv200）

900以上    800～900    700～800    700以下

现有技术一次淬火    /    69%    20%    11%

本发明两次淬火    36%    64%    /    /

表2    齿尖显微组织中各种级别马氏体所占百分数

各类显微组织所占的百分数

淬火方法    粗针状马    较粗针状    较细针状    极细马氏体（或

氏体    马氏体    马氏体    隐针马氏体）

现有技术一次淬火    16%    68%    16%    /

本发明两次淬火    /    11%    78%    11%

表3    实施例淬火处理工艺参数

退火    第一次淬火    第二次淬火    回火    火嘴长度    两火嘴    金属针布

批号    金属针    温度    淬火温度    冷却    淬火温度    冷却方式    温度  mm      间距        运行速度

布牌号    ℃    ℃    方式    ℃    及油温    ℃    第一    第二    mm    m/min

1    JC4-B    700    800    喷水    820    水冷    200    30    45    200    16

2    JC4-B    750    840    喷气    860    油冷50℃    /    25    40    150    16

3    JT67A    /    820    喷气    840    油冷60℃    /    30    45    250    6

4    JT67A    /    800    喷水    850    油冷55℃    /    30    35    250    6

表4    实施例金属针布两次淬火后齿尖硬度值

硬度    显微硬度值Hv200

距齿顶距离    距齿顶距离mm

批号    0.1    0.3    基部

1    927    927    185

2    918    918    198

3    891    866    202

4    866    841    207

Claims (3)

1、一种金属针布的淬火方法，工艺流程包括开卷、退火处理、淬火、回火和卷取；或开卷、冲齿、淬火和卷取，其特征是：采用两次淬火处理，第一次淬火温度为800～840℃，采用喷气或喷水冷却；第二次淬火温度为820～840℃，采用油冷，或采用水冷并随后回火。

2、根据权利要求1所述的淬火方法，其特征是用于淬火的两个水嘴的长度为25～45mm。

3、根据权利要求1和2所述的淬火方法，其特征是第一火嘴与第二火嘴之间的距离为150～250mm。

Images