專利名稱：一種金屬鋼管的熱處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于熱處理方法領域，具體地說是涉及一種金屬鋼管的熱處理工藝。
背景技術：
本發明涉及鋼管的熱處理工藝。鋼管與人類生活、生產活動密不可分，從日常的用 具、家具、供排水、供氣、通風和采暖設施到各種農機用具的制造、地下資源的開發、國防和 航天所用槍炮、子彈、導彈、火箭等都離不開鋼管。鋼管還可用于輸送流體和粉狀固體、交換 熱能、制造機械零件和容器，是一種經濟型鋼材。用鋼管還可以制造建筑結構網架、支柱和 機械支架，實現工廠化機械化施工。為了保證鋼管的質量，延長鋼管的使用壽命，需要對鋼 管進行熱處理?，F有的熱處理工藝很難滿足對鋼管的抗疲勞壽命，耐磨性，耐腐蝕性，無縫 無裂紋方面的要求。
發明內容
鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種熱處理后的金屬鋼管質量 好，抗疲勞壽命長，節約成本，耐磨性好，無縫無裂紋，綠色環保的熱處理工藝。為實現上述目的，本發明所采用的技術解決方案是采用鐵素體化學熱處理和奧氏 體熱處理相結合的方法。先將鋼管進行硫氮共滲的低溫化學熱處理；再在臨界溫度以上，進 行碳氮共滲的高溫化學熱處理；同時在臨界溫度以上，進行滲硼的高溫化學熱處理；再施 行奧氏體滲氮；最后在施行調質。采用本發明的技術，熱處理后的鋼管具有較高的硬度，耐 磨性，抗疲勞性，耐腐蝕性，熱穩定性，在整個熱處理過程中綠色環保。本發明的具體過程是
(1)將氨氣經過凈化，通過螺旋管道加熱至500°c 士 50°C，氨氣經加熱析出氮離子，在 混合器中加入硫代硫酸鈉，并使溫度保持在650°C 士50°C之內，并施加0. 15士0. 05Pa大氣 壓力，硫氮離子經旋流管道形成渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經過2小時后，降溫， 在溫度降至450°C 士50°C時，停止氨氣通入，繼續降溫至鋼管冷卻。(2)將氨氣經過凈化，將通過螺旋管道加熱至500°C 士50°C，氨氣經加熱析出氮 離子，在混合器中通入滲碳劑，待1.5士0.5小時后，滲碳深度達到要求后，使溫度保持在 6500C 士50°C范圍之內，并施加0.06士0.02 1 大氣壓力，碳氫氣和氮離子經旋流管道形成 渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經過3士0. 5小時后，停止滲碳劑通入。(3)將工業級硼砂在500°C 士50°C干燥4士0. 5小時，在同溫度650°C 士50°C范圍 下進行熔化；將工業級氯化鈉在300°C 士50°C干燥3士0. 5小時，加入到硼砂中混合均勻， 混合比例為硼砂比氯化鈉為19 :7，升溫至750°C 士50°C，使其充滿待處理的鋼管四周，保持 3士0. 5小時。(4)繼續降溫至550°C 士50°C范圍內，進行奧氏體滲氮，將氨氣經過凈化，通過螺 旋管道加熱至^(TC 士50°C，氨氣經加熱析出氮離子，待氨分解得到最高氮濃度時，可達到 飽和的高氮奧氏體層。
(5)快速降溫至200°C 士50°C范圍內，抽至真空，進行等溫淬火處理，保溫2士0. 5 小時；再升溫至550°C 士50°C范圍內，保持真空狀態，進行高溫回火，保溫6 7小時，再降 至室溫，完成了整個熱處理過程。由于本發明采用鐵素體化學熱處理和奧氏體熱處理相結合的技術，滿足了對鋼管 的抗疲勞度，耐磨性，耐腐蝕性，精度方面的要求，從而保證了所制鋼管的質量，延長了鋼管 的使用壽命，降低了施工成本，整個過程綠色環保，是一種具有推廣價值的新技術。
具體實施例方式本發明所采用的技術解決方案采用鐵素體化學熱處理和奧氏體熱處理相結合的 方法。先將鋼管進行硫氮共滲的低溫化學熱處理；再在臨界溫度以上，進行碳氮共滲的高溫 化學熱處理；同時在臨界溫度以上，進行滲硼的高溫化學熱處理；再施行奧氏體滲氮；最后 在施行調質。整個熱處理工藝的具體過程是
(1)將氨氣經過凈化，通過螺旋管道加熱至500°c 士50°C，氨氣經加熱析出氮離子，在 混合器中加入硫代硫酸鈉，并使溫度保持在650°C 士50°C之內，并施加0. 15士0. 05Pa大氣 壓力，硫氮離子經旋流管道形成渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經過2小時后，降溫， 在溫度降至450°C 士50°C時，停止氨氣通入，繼續降溫至鋼管冷卻。(2)將氨氣經過凈化，將通過螺旋管道加熱至500°C 士50°C，氨氣經加熱析出氮 離子，在混合器中通入滲碳劑，待1.5士0.5小時后，滲碳深度達到要求后，使溫度保持在 6500C 士50°C范圍之內，并施加0.06士0.02 1 大氣壓力，碳氫氣和氮離子經旋流管道形成 渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經過3士0. 5小時后，停止滲碳劑通入。(3)將工業級硼砂在500°C 士50°C干燥4士0. 5小時，在同溫度650°C 士50°C范圍 下進行熔化；將工業級氯化鈉在300°C 士50°C干燥3士0. 5小時，加入到硼砂中混合均勻， 混合比例為硼砂比氯化鈉為19 :7，升溫至750°C 士50°C，使其充滿待處理的鋼管四周，保持 3士0. 5小時。(4)繼續降溫至550°C 士50°C范圍內，進行奧氏體滲氮，將氨氣經過凈化，通過螺 旋管道加熱至^(TC 士50°C，氨氣經加熱析出氮離子，待氨分解得到最高氮濃度時，可達到 飽和的高氮奧氏體層。(5)快速降溫至200°C 士50°C范圍內，抽至真空，進行等溫淬火處理，保溫2士0.5 小時；再升溫至550°C 士50°C范圍內，保持真空狀態，進行高溫回火，保溫6 7小時，再降 至室溫，完成了整個熱處理過程。
權利要求
1.一種金屬鋼管的熱處理工藝，其特征是采用鐵素體化學熱處理和奧氏體熱處理相結 合的方法；先進行硫氮共滲的低溫化學熱處理；再在臨界溫度以上，進行碳氮共滲的高溫 化學熱處理；同時在臨界溫度以上，進行滲硼的高溫化學熱處理；再施行奧氏體滲氮；最后 在施行調質。
2.根據權利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，硫氮共滲的熱處理工藝其特征 是將氨氣經過凈化，通過螺旋管道加熱至500°C 士50°C，氨氣經加熱析出氮離子，在混合器 中加入硫代硫酸鈉，并使溫度保持在650°C 士50°C之內，并施加0. 15士0. 051 大氣壓力，硫 氮離子經旋流管道形成渦流慢速地充滿待處理的鋼管四周，經過2小時后，降溫，在溫度降 至450°C 士50°C時，停止氨氣通入，繼續降溫至鋼管冷卻。
3.根據權利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，碳氮共滲的熱處理工藝其特 征是將氨氣經過凈化，將通過螺旋管道加熱至500°C 士 50°C，氨氣經加熱析出氮離子，在混 合器中通入滲碳劑，待1. 5士0. 5小時后，滲碳深度達到要求后，使溫度保持在650°C 士50°C 范圍之內，并施加0. 06士0. 02 1 大氣壓力，碳氫氣和氮離子經旋流管道形成渦流慢速地充 滿待處理的鋼管四周，經過3士0.5小時后，停止滲碳劑通入。
4.根據權利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，滲硼的熱處理工藝其特征是將 工業級硼砂在500°C 士50°C干燥4士0. 5小時，在同溫度650°C 士50°C范圍下進行熔化；將 工業級氯化鈉在300°C 士50°C干燥3士0. 5小時，加入到硼砂中混合均勻，混合比例為硼砂 比氯化鈉為19 :7，升溫至750°C 士50°C，使其充滿待處理的鋼管四周，保持3士0.5小時。
5.根據權利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，奧氏體滲氮的熱處理工藝其 特征是繼續降溫至550°C 士50°C范圍內，進行奧氏體滲氮，將氨氣經過凈化，通過螺旋管道 加熱至550°C 士50°C，氨氣經加熱析出氮離子，待氨分解得到最高氮濃度時，可達到飽和的 高氮奧氏體層。
6.根據權利要求1所述的一種金屬鋼管的熱處理工藝，調質的熱處理工藝其特征是 將鋼管奧氏體滲氮后快速降溫至200°C 士50°C范圍內，抽至真空，進行等溫淬火處理，保溫 2士0. 5小時；再升溫至550°C 士50°C范圍內，保持真空狀態，進行高溫回火，保溫6 7小 時，再降至室溫，完成了整個熱處理過程。
全文摘要
一種金屬鋼管的熱處理工藝，本發明屬于熱處理方法領域，其特征是采用鐵素體化學熱處理和奧氏體熱處理相結合的方法；先進行硫氮共滲的低溫化學熱處理；再在臨界溫度以上，進行碳氮共滲的高溫化學熱處理；同時在臨界溫度以上，進行滲硼的高溫化學熱處理；再施行奧氏體滲氮；最后在施行調質。所制的鋼管的質量好，使用壽命長，施工成本低，整個過程綠色環保。
文檔編號C23C8/70GK102080204SQ201110056980
公開日2011年6月1日 申請日期2011年3月10日 優先權日2011年3月10日
發明者勇晶, 勇莉 申請人:大連三木得科技有限公司