專利名稱：集裝箱鎖具產品及其熱處理工藝和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種材料及其熱處理工藝和設備，特別是應用于集裝箱鎖具的。
背景技術：
材料，例如合金鋼，的強度、硬度、塑性和韌性通常是一個矛盾的統一體。選擇合理的合金成分和含量以達到優(yōu)選的合金材料，一直是行業(yè)中努力的方向。針對船用集裝箱鎖具的特殊工作要求，選擇合理的強度、硬度和塑性和韌性材料就是本領域中所要解決的技術問題。現有技術中采用42CrMo材料并同時加以相應的熱處理工藝，以作為鎖具的材料。 其中熱處理包括一、正火網帶爐中、正火溫度900°C 士 10°C、保溫時間120分鐘后空氣冷卻；二、淬火網帶爐中、淬火溫度890°C 士 10°C、保溫時間120分鐘后油冷卻；三、回火網帶爐中、回火溫度630°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后水冷卻。但現有技術中的材料及其相應的熱處理工藝仍具有不足。例如，現有材料42CrMo 采用的是具有貴重金屬的合金鋼，其材料成本較高；同時，熱處理過程中，特別是淬火后，其彎晶馬氏體量開始增多，且塑性、韌性較差；再者，熱處理中的工藝較為復雜、成本高同時熱處理易產生較多的環(huán)境污染。以上技術問題均有待新的技術對其進行解決。

發(fā)明內容
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種集裝箱鎖具產品及其熱處理工藝和設備， 其中所述集裝箱鎖具產品的材料為25CrMnSi。其抗拉強度滿足850MPa，屈服強度滿足 700MPa，硬度HB:240-280，滿足集裝箱鎖具產品的機械要求，特別是船用集裝箱鎖具的要求。該合金鋼貴重金屬用量較低、機械性能滿足工作條件、同時其工藝步驟及其熱處理裝置也具有較好的技術效果。同時提供集裝箱鎖具產品25CrMnSi的熱處理工藝，包括一、正火溫度920°C 士 10°C、保溫時間120分鐘后空氣冷卻；二、淬火溫度880°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后水冷卻；三、回火溫度610°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后空氣冷卻。同時提供相應的集裝箱鎖具產品25CrMnS i材料的熱處理設備其包括熱處理系統和將集裝箱鎖具產品在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有溫度可被設為920°C 士 10°C，停留時間可被設為120分鐘的正火爐；溫度可被設為880°C 士 10°C，停留時間可被設為180分鐘的淬火爐；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽；溫度可被設為610°C 士 10°C，停留時間可被設為180分鐘的回火爐。采用上述技術后所獲得的材料，其抗拉強度滿足850MPa，屈服強度滿足 700MPa，硬度HB :對0-觀0，滿足集裝箱鎖具產品的機械要求的同時，具有金屬成本低、良好適宜的強度、硬度、塑性和韌性、以及熱處理工藝設備簡單、操作方便、自動化程度高、環(huán)境污染小的特點。


圖1是本熱處理設備的示意圖。
具體實施例方式為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種與新型的集裝箱鎖具產品相適應的熱處理工藝和設備。其中所述材料為25CrMnSi。該材料避免了現有技術中的較為昂貴的合金金屬元素的使用，使得金屬成本降低。同時，本技術25CrMnSi作為低碳鋼(碳含量小于等于 0. 30%)、低合金鋼淬火后組織以馬氏體為主，能夠保證在具有現有技術的強度和硬度的前提下，同時具備高塑、韌性。而現有技術的42CrMo的碳含量大于0. 30%，在淬火后，彎晶馬氏體量開始增多，且在相同的強度、硬度條件下塑性、韌性較差。因此本技術25CrMnSi材料的使用即保證了機械性能的要求，也達到了降低金屬成本，以及后續(xù)熱處理成本的目的。本創(chuàng)作所提供的與上述技術材料25CrMnSi相對應的熱處理工藝包括一、正火煤氣發(fā)生爐中，溫度920°C 士 10°C、保溫時間120分鐘后空氣冷卻；二、淬火網帶爐中，溫度880°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后水冷卻；三、回火井式爐中，溫度610°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后空冷卻。相對應的，針對上述集裝箱鎖具產品25CrMnSi進行熱處理的設備為1、正火爐1 溫度可被設為920°C 士 10°C，停留時間可被設為120分鐘的正火爐1。正火時，將集裝箱鎖具產品8置于溫度低于100士 10°C的正火爐1里，升溫到 9200C 士 10°C，保溫120分鐘，在溫度低于600°C時出爐，然后置于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷；優(yōu)選的正火爐共分7個加熱區(qū)，各個加熱區(qū)溫度設定為920°C 士 10°C。多個被預制成與正火爐1的尺寸相適應的集裝箱鎖具產品8工件依批次通過上述7個加熱區(qū)，而被加熱升溫，并依次連續(xù)的在上述7個加熱區(qū)中保溫，以使得集裝箱鎖具產品8在正火爐中獲得有效長度的保溫時間。加熱區(qū)數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應，以保證工件的加熱要求，和大規(guī)模連續(xù)生產的要求。同時為達到自動化生產和更有效的控制正火工序的目的，在上述的7個加熱區(qū)中可以設有溫度監(jiān)控設備9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告，并進一步實現對正火爐溫度的及時調整。優(yōu)選的，一、二、三、四、五加熱區(qū)采用TCW-32A三相調壓，六七區(qū)用數顯儀表示溫度，每個區(qū)都有EL-100-60多點記錄儀顯示記錄溫度。集裝箱鎖具產品8在保溫120 分鐘后出爐，然后置于第一空氣冷卻處I，進行第一次空冷。2、淬火爐2和淬火槽7 所述淬火爐子為溫度880°C 士 10°C、保溫時間180分鐘。 優(yōu)選的，溫度可被設為550 士 10 V和880 士 10°C，相應的停留時間可被設為60 士 5分鐘和 120士5分鐘的淬火爐2 ；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液3的淬火槽7。淬火時，將前述經過第一次空冷的集裝箱鎖具產品8置于溫度低于100士 10°C的淬火爐里，然后溫度升高并控制在550士 10°C的淬火爐2中保溫60士5分鐘后，然后繼續(xù)升溫到880士 10°C，保溫120士5分鐘。取出置于淬火槽7淬火，冷卻介質為水溶性淬火液3， 集裝箱鎖具產品8冷致300°C左右后被運出淬火槽7。優(yōu)選的淬火爐，由5個加熱區(qū)組成，各個加熱區(qū)溫度控制到550 士 10°C和 880士 10°C。工件相應的停留時間可被設為60士5分鐘和120士5分鐘后，自動置入淬火槽 7，進行淬火。各個加熱區(qū)中可以設有溫度監(jiān)控設備9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告， 并進一步實現對淬火爐溫度的及時調整。優(yōu)選的，各個加熱區(qū)可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監(jiān)控。另外，加熱區(qū)數量也可以是其他的數量，其確定依據之一是與工件所需加熱的時間相適應，以保證工件的加熱要求，和大規(guī)模連續(xù)生產的要求。淬火采用的冷卻介質為水溶性淬火液3。優(yōu)選的是配有PVAlO %，三己醇胺1%，苯甲酸納0. 2%，太古油0. 2%的水溶性淬火液。為實現進一步的自動化生產，與淬火槽7相連接的淬火介質系統5可以采用具有自動化能力較高大循環(huán)形式，并配有特殊攪拌功能， 保證淬火液的連續(xù)和穩(wěn)定供應。淬火液3淬火前的溫度可以為正常溫度，例如30度以下。 集裝箱鎖具產品8在淬火液3內滯留時間8-25分鐘，通過淬火槽7中的溫度監(jiān)控設備9檢測工件的冷卻溫度，當工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機傳送帶把工件送出淬火槽7到區(qū)域II處，然后進行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設為610士 10°C，停留時間可被設為180分鐘的回火爐4。回火時，將前述經過淬火的集裝箱鎖具產品8置于溫度低于50士 10°C的回火爐4 里，升溫到610士 10°C，保溫180分鐘取出，然后置于第二空氣冷卻處III，進行空冷。優(yōu)選回火爐由5個加熱區(qū)組成的，各個加熱區(qū)溫度升到610士10°C，保溫180分鐘取出的進行空冷。加熱區(qū)的數量同樣基于上述原因可以選擇其他的數量，而每個加熱區(qū)可以設有數顯智能溫控儀主控，多點記錄儀集中記錄并監(jiān)控等溫度監(jiān)控設備9，以實現溫度的顯示、記錄和遠程報告。4、運輸系統其將所述集裝箱鎖具產品在所述熱處理系統間運輸連接，以實現所述集裝箱鎖具產品的熱處理工藝。其包括如下部分將出自所述正火爐1的所述集裝箱鎖具產品8運至第一空氣冷卻處I，再運至所述淬火爐2的第一運輸設備A ；將出自所述退淬火爐2的所述集裝箱鎖具產品8運至所述淬火槽7冷卻，再運至區(qū)域II處的第二運輸設備B ；將所述集裝箱鎖具產品 8運至所述回火爐4，再運至第二空氣冷卻處III的第三運輸設備C。例如采用起吊設備，輸送帶等直線運輸設備等。另外，本熱處理設備在上述需要時間控制的區(qū)域還配有檢測所述集裝箱鎖具產品停留在上述爐中時間的計時設備10，并可以實現時間的顯示、記錄和遠程報告，便于整個生產的高度自動化。作為更進一步的改進，本熱處理設備中還具有上位控制單元6，本系統中的正火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質系統5、回火爐4以及運輸系統可以分別或同時的通過有線或無線11的形式同上位控制單元6相連接，以使得上位控制單元6可以獲得本系統中的計時設備10和溫度監(jiān)控設備9發(fā)出的數據信號，并及時調整爐內的溫度和停留時間，并控制運輸系統與其相配合及時運輸，最終實現整個系統的大規(guī)模化的系統自動控制。從上述熱處理工藝及其設備的介紹可知，在本技術25CrMnSi在正火階段，采用了高于現有技術42CrMo的正火溫度，其有效的結果是改變鑄件內部樹枝狀結晶，細化晶粒，得到較為改善和提高的機械性能。同時在本技術中淬火采用水冷、回火空氣冷卻這些不僅相對現有技術成本低，同時也最大程度的避免了環(huán)境污染，同時相應的處理過程簡單優(yōu)化、設備成本低。上述熱處理設備具有自動程度高、便于對其全程進行遠程和現場的過程控制、保證熱處理工藝的順利進行、使所述集裝箱鎖具產品達到所需的機械性能、污染小等特點。采用上述技術后所獲得的材料，其抗拉強度滿足850MPa，屈服強度滿足 700MPa，硬度HB :對0-觀0，滿足集裝箱鎖具產品的機械要求的同時，具有金屬成本低、良好適宜的強度、硬度、塑性和韌性、以及熱處理工藝設備簡單、操作方便、環(huán)境污染小的特點。本發(fā)明中所揭示的實施例，將通過權利要求得到體現和保護，任何根據本發(fā)明中所得到的啟示，均落入本發(fā)明所保護的范圍之中。
權利要求
1.一種集裝箱鎖具產品，其特征在于，所述產品材料為25CrMnSi。
2.如權利要求1所示的集裝箱鎖具產品，其特征在于其抗拉強度滿足850MPa，屈服強度滿足700MPa，硬度HB :對0-觀0，并應有于船用集裝箱。
3.一種集裝箱鎖具產品的熱處理工藝所述集裝箱鎖具產品的材料為25CrMnSi，其工藝包括第一步、正火溫度920°C 士 10°C、保溫時間120分鐘后空氣冷卻； 第二步、淬火溫度880°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后水冷卻； 第三步、回火溫度610°C 士 10°C、保溫時間180分鐘后空氣冷卻。
4.如權利要求3所述的集裝箱鎖具產品的熱處理工藝，其特征在于所述淬火步驟包括在550士 10°C的溫度保持60士5分鐘后，然后繼續(xù)升溫到880士 10°C，保溫120士5分鐘。
5.一種集裝箱鎖具產品的熱處理設備，所述集裝箱鎖具產品的材料為25CrMnSi，其包括熱處理系統和將所述集裝箱鎖具產品在所述熱處理系統間運輸連接的運輸系統，所述熱處理系統沿著所述運輸系統依次具有溫度可被設為920°C 士 10°C，停留時間可被設為120分鐘的正火爐；溫度可被設為 8800C 士 10°C，停留時間可被設為180分鐘的淬火爐；冷卻后產品溫度設為300°C，置有冷卻介質為水溶性淬火液的淬火槽；溫度可被設為610°C 士 10°C，停留時間可被設為180分鐘的回火爐。
6.如權利要求5所示的集裝箱鎖具產品的熱處理設備，其特征在于，還包括同熱處理系統和運輸系統相連的上位控制單元；在所述正火爐、淬火爐、回火爐或淬火槽上，還設有檢測所述集裝箱鎖具產品在其中的時間裝置和溫度裝置，所述裝置能向所述上位控制單元發(fā)出數據信號；所述上位控制單元可根據所述時間和溫度裝置發(fā)出的數據信號，向所述熱處理系統和運輸系統發(fā)出控制信號，調整所述集裝箱鎖具產品在爐內的溫度和停留時間。
全文摘要
一種集裝箱鎖具產品及其熱處理工藝和設備，其中所述產品材料為25CrMnSi，其熱處理包括正火溫度920℃±10℃、保溫時間120分鐘后空氣冷卻；淬火溫度880℃±10℃、保溫時間180分鐘后水冷卻；回火溫度610℃±10℃、保溫時間180分鐘后空氣冷卻。同時提供與其相對應的熱處理設備。經上述熱處理工藝和設備所得到的集裝箱鎖具產品的抗拉強度滿足850MPa，屈服強度滿足700MPa，硬度HB240-280，滿足船用集裝箱鎖具產品的機械要求的同時，具有金屬成本低、良好適宜的強度、硬度、塑性和韌性、以及熱處理工藝設備簡單、操作方便、環(huán)境污染小的特點。
文檔編號C21D9/00GK102260778SQ20101018869
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權日2010年5月31日
發(fā)明者羅紹康 申請人:寧波吉威熔模鑄造有限公司