一种3Gr13方钢的热处理加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属热处理领域，具体地说，尤其涉及一种3Grl3方钢的热处理加工方法。
【背景技术】
[0002]方钢一般用于桁架、支撑等用途，其经过加工过程的锻造、锻压、初步热处理后其机械性能一般能够满足相应的用途要求，但是在一些采用较大直径(如120mm)合金方钢的酸性环境中对耐腐蚀度、表面硬度及表面完整程度要求较为，初步热处理加工的合金方钢，如3Grl3材质方钢已不能满足需求，亟需要一种新的后续调质处理方法来实现对耐腐蚀、表面硬度及保持表面完整程度。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种3Grl3方钢的热处理加工方法，其能够改善3Grl3方钢的表面硬度和耐腐蚀度，减少棱角部位在后续热处理过程中出现裂纹的问题，保持表面完整程度。
[0004]该方法包括以下步骤:
[0005]步骤一、将边长L为120mm?200mm的3Grl3方钢进行表面处理,清理表面附带的杂物；
[0006]步骤二、将清理后的3Grl3方钢送入淬火机构进行淬火，淬火温度采用折线升温模式，在1min?15min内升温至680°C?750°C，在5min?8min内升温至980°C?1020°C，并保持淬火温度1000°C?1020°C的时间为1min?80min ；
[0007]步骤三、将经过上述处理的3Grl3方钢送入风冷机构，采用风速为2.5?3m/s，温度为室温的风冷机构进行方钢棱角部位的风冷，待棱角部位的温度降为810?820°C范围时，进行下一工序进行喷淋油冷；
[0008]步骤四、将上述淬火风冷处理之后的3Grl3方钢，采用含量为12%?15 %的PAG淬火水溶液进行水压为0.15?0.2Mpa、水温控制在35°C?40°C的淬火冷却，冷却至40°C?50°C后运出；
[0009]步骤五、将经过上述处理的3Grl3方钢空冷，冷却至室温；
[0010]步骤六、将冷却至室温的3Grl3方钢送入回火机构进行回火，回火温度为580°C?600°C，回火保温时间为80?10min ；
[0011]步骤七、将经过回火保温处理的3Grl3方钢利用2bar?20bar的冷却气体进行冷却，冷却至380°C?400°C，然后保持炉内气氛缓慢冷却至室温；
[0012]步骤八、检测冷却后的3Grl3方钢机械特性，符合规定进入下一处理工序，不合格品送至后续热处理调质工序。
[0013]进一步地讲，本发明中所述的步骤七中的冷却气体为N2。
[0014]进一步地讲,本发明中所述的步骤三中的棱角部位为边线向内15?20mm的范围。
[0015]进一步地讲,本发明中所述的步骤七中的冷却气体的压强控制在8bar?12bar。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明所述的3Grl3方钢的热处理加工方法能够增加3Grl3方钢的强度及耐腐蚀性，降低在120mm?200mm方钢进行热处理时出现的棱角部位裂纹的风险，提高产品热处理的合格率，经过热处理后的表面硬度达到25?30HRC,满足酸性环境下的支撑使用。
【具体实施方式】
[0017]实施例1:步骤一、将边长为120mm的3Grl3方钢进行表面处理，清理表面附带的杂物；
[0018]步骤二、将清理后的3Grl3方钢送入淬火机构进行淬火，淬火温度采用折线升温模式，在1min内升温至680°C，在5min内升温至980°C，并保持淬火温度1000°C的时间为1min ；
[0019]步骤三、将经过上述处理的3Grl3方钢送入风冷机构，采用风速为2.5，温度为室温的风冷机构进行方钢棱角部位的风冷，待棱角部位的温度降为810°C范围时，进行下一工序进行喷淋油冷；
[0020]步骤四、将上述淬火风冷处理之后的3Grl3方钢，采用含量为12%的PAG淬火水溶液进行水压为0.15Mpa、水温控制在35°C的淬火冷却，冷却至40°C后运出；
[0021]步骤五、将经过上述处理的3Grl3方钢空冷，冷却至室温；
[0022]步骤六、将冷却至室温的3Grl3方钢送入回火机构进行回火，回火温度为580°C，回火保温时间为80min ；
[0023]步骤七、将经过回火保温处理的3Grl3方钢利用2bar的冷却气体进行冷却，冷却至380°C，然后保持炉内气氛缓慢冷却至室温；
[0024]步骤八、检测冷却后的3Grl3方钢机械特性，符合规定进入下一处理工序，不合格品送至后续热处理调质工序。
[0025]实施例2:步骤一、将边长为200mm的3Grl3方钢进行表面处理，清理表面附带的杂物；
[0026]步骤二、将清理后的3Grl3方钢送入淬火机构进行淬火，淬火温度采用折线升温模式，在15min内升温至750°C，在8min内升温至1020°C，并保持淬火温度1020°C的时间为80min ；
[0027]步骤三、将经过上述处理的3Grl3方钢送入风冷机构，采用风速为3m/s，温度为室温的风冷机构进行方钢棱角部位的风冷，待棱角部位的温度降为810?820°C范围时，进行下一工序进行喷淋油冷；
[0028]步骤四、将上述淬火风冷处理之后的3Grl3方钢，采用含量为15%的PAG淬火水溶液进行水压为0.2Mpa、水温控制在40°C的淬火冷却，冷却至50°C后运出；
[0029]步骤五、将经过上述处理的3Grl3方钢空冷，冷却至室温；
[0030]步骤六、将冷却至室温的3Grl3方钢送入回火机构进行回火，回火温度为600°C，回火保温时间为10min ；
[0031]步骤七、将经过回火保温处理的3Grl3方钢利用20bar的冷却气体进行冷却，冷却至340°C，然后保持炉内气氛缓慢冷却至室温；
[0032]步骤八、检测冷却后的3Grl3方钢机械特性，符合规定进入下一处理工序，不合格品送至后续热处理调质工序。
[0033]实施例3:步骤一、将边长L为180mm的3Grl3方钢进行表面处理，清理表面附带的杂物；
[0034]步骤二、将清理后的3Grl3方钢送入淬火机构进行淬火，淬火温度采用折线升温模式，在12min内升温至720°C，在6.5min内升温至1000°C，并保持淬火温度1005°C的时间为 70min ；
[0035]步骤三、将经过上述处理的3Grl3方钢送入风冷机构，采用风速为2.5?3m/s，温度为室温的风冷机构进行方钢棱角部位的风冷，待棱角部位的温度降为815°C范围时，进行下一工序进行喷淋油冷；
[0036]步骤四、将上述淬火风冷处理之后的3Grl3方钢，采用含量为13%的PAG淬火水溶液进行水压为0.2Mpa、水温控制在40°C的淬火冷却，冷却至50°C后运出；
[0037]步骤五、将经过上述处理的3Grl3方钢空冷，冷却至室温；
[0038]步骤六、将冷却至室温的3Grl3方钢送入回火机构进行回火，回火温度为600°C，回火保温时间为90min ；
[0039]步骤七、将经过回火保温处理的3Grl3方钢利用1bar的冷却气体进行冷却，冷却至400°C，然后保持炉内气氛缓慢冷却至室温；
[0040]步骤八、检测冷却后的3Grl3方钢机械特性，符合规定进入下一处理工序，不合格品送至后续热处理调质工序。
[0041]热处理完成后的3Grl3方钢之间适宜留取适当空隙进行空冷，避免堆放冷却，在空冷完成后检测残余应力及形变量，残余应力及形变量满足客户要求的，可在进行表面光亮处理或进一步进行喷涂处理后交付客户，不满足的转移至相应工序进行调整或等待一段时间后继续进行检验。
【主权项】
1.一种3Grl3方钢的热处理加工方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: 步骤一、将边长L为120mm?200mm的3Grl3方钢进行表面处理，清理表面附带的杂物； 步骤二、将清理后的3Grl3方钢送入淬火机构进行淬火，淬火温度采用折线升温模式，在1min?15min内升温至680°C?750°C，在5min?8min内升温至980°C?1020°C，并保持淬火温度1000°C?1020°C的时间为1min?80min ； 步骤三、将经过上述处理的3Grl3方钢送入风冷机构，采用风速为2.5?3m/s，温度为室温的风冷机构进行方钢棱角部位的风冷，待棱角部位的温度降为810?820°C范围时，进行下一工序进行喷淋油冷； 步骤四、将上述淬火风冷处理之后的3Grl3方钢，采用含量为12%?15%的PAG淬火水溶液进行水压为0.15?0.2Mpa、水温控制在35°C?40°C的淬火冷却，冷却至40°C?50°C后运出； 步骤五、将经过上述处理的3Grl3方钢空冷，冷却至室温； 步骤六、将冷却至室温的3Grl3方钢送入回火机构进行回火，回火温度为580°C?600°C，回火保温时间为80?10min ； 步骤七、将经过回火保温处理的3Grl3方钢利用2bar?20bar的冷却气体进行冷却，冷却至380°C?400°C，然后保持炉内气氛缓慢冷却至室温； 步骤八、检测冷却后的3Grl3方钢机械特性，符合规定进入下一处理工序，不合格品送至后续热处理调质工序。2.根据权利要求1所述的一种3Grl3方钢的热处理加工方法，其特征在于:所述步骤七中的冷却气体为N2。3.根据权利要求1所述的一种3Grl3方钢的热处理加工方法，其特征在于:步骤三中的棱角部位为边线向内15?20mm的范围。4.根据权利要求1所述的一种3Grl3方钢的热处理加工方法，其特征在于:所述步骤七中的冷却气体的压强控制在8bar?12bar。
【专利摘要】本发明公开了一种3Gr13方钢的热处理加工方法，属于金属热处理领域，用于120mm～200mm的3Gr13方钢处理，其经过680℃～750℃及980℃～1020℃的加热淬火，并恒温至1000℃～1020℃后进行棱角部位的风冷，整体采用PAG淬火水溶液进行喷淋冷却，空冷至室温后进行回火处理，回火温度580℃～600℃，回火保温时间为80～100min，回火后进行冷却气体冷却。上述技术方案能够增加3Gr13方钢的强度及耐腐蚀性，降低在120mm～200mm方钢进行热处理时出现的棱角部位裂纹的风险，提高产品热处理的合格率，经过热处理后的表面硬度达到25～30HRC，满足酸性环境下的支撑使用。
【IPC分类】C21D1/18, C21D6/00
【公开号】CN105525067
【申请号】CN201410523237
【发明人】赵财源
【申请人】赵财源
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月30日