專利名稱：集裝箱鎖具產(chǎn)品及其熱處理工藝和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料及其熱處理工藝和設(shè)備，特別是應(yīng)用于集裝箱鎖具的。
背景技術(shù)：
材料，例如合金鋼，的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性通常是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體。選擇合理的合金成分和含量以達(dá)到優(yōu)選的合金材料，一直是行業(yè)中努力的方向。針對(duì)船用集裝箱鎖具的特殊工作要求，選擇合理的強(qiáng)度、硬度和塑性和韌性材料就是本領(lǐng)域中所要解決的技術(shù)問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中采用42CrMo材料并同時(shí)加以相應(yīng)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(wǎng)帶爐中、正火溫度900°C 士 10°C、保溫時(shí)間120分鐘后空氣冷卻；二、淬火網(wǎng)帶爐中、淬火溫度890°C 士 10°C、保溫時(shí)間120分鐘后油冷卻；三、回火網(wǎng)帶爐中、回火溫度630°C 士 10°C、保溫時(shí)間180分鐘后水冷卻。但現(xiàn)有技術(shù)中的材料及其相應(yīng)的熱處理工藝仍具有不足。例如，現(xiàn)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(shí)，熱處理過(guò)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(fù)雜、成本高同時(shí)熱處理易產(chǎn)生較多的環(huán)境污染。以上技術(shù)問(wèn)題均有待新的技術(shù)對(duì)其進(jìn)行解決。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種集裝箱鎖具產(chǎn)品及其熱處理工藝和設(shè)備， 其中所述集裝箱鎖具產(chǎn)品的材料為25CrMnSi。其抗拉強(qiáng)度滿足850MPa，屈服強(qiáng)度滿足 700MPa，硬度HB:240-280，滿足集裝箱鎖具產(chǎn)品的機(jī)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(jī)械性能滿足工作條件、同時(shí)其工藝步驟及其熱處理裝置也具有較好的技術(shù)效果。同時(shí)提供集裝箱鎖具產(chǎn)品25CrMnSi的熱處理工藝，包括一、正火溫度920°C 士 10°C、保溫時(shí)間120分鐘后空氣冷卻；二、淬火溫度880°C 士 10°C、保溫時(shí)間180分鐘后水冷卻；三、回火溫度610°C 士 10°C、保溫時(shí)間180分鐘后空氣冷卻。同時(shí)提供相應(yīng)的集裝箱鎖具產(chǎn)品25CrMnS i材料的熱處理設(shè)備其包括熱處理系統(tǒng)和將集裝箱鎖具產(chǎn)品在所述熱處理系統(tǒng)間運(yùn)輸連接的運(yùn)輸系統(tǒng)，所述熱處理系統(tǒng)沿著所述運(yùn)輸系統(tǒng)依次具有溫度可被設(shè)為920°C 士 10°C，停留時(shí)間可被設(shè)為120分鐘的正火爐；溫度可被設(shè)為880°C 士 10°C，停留時(shí)間可被設(shè)為180分鐘的淬火爐；冷卻后產(chǎn)品溫度設(shè)為300°C，置有冷卻介質(zhì)為水溶性淬火液的淬火槽；溫度可被設(shè)為610°C 士 10°C，停留時(shí)間可被設(shè)為180分鐘的回火爐。采用上述技術(shù)后所獲得的材料，其抗拉強(qiáng)度滿足850MPa，屈服強(qiáng)度滿足 700MPa，硬度HB :對(duì)0-觀0，滿足集裝箱鎖具產(chǎn)品的機(jī)械要求的同時(shí)，具有金屬成本低、良好適宜的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性、以及熱處理工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、自動(dòng)化程度高、環(huán)境污染小的特點(diǎn)。


圖1是本熱處理設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種與新型的集裝箱鎖具產(chǎn)品相適應(yīng)的熱處理工藝和設(shè)備。其中所述材料為25CrMnSi。該材料避免了現(xiàn)有技術(shù)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(shí)，本技術(shù)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(xiàn)有技術(shù)的強(qiáng)度和硬度的前提下，同時(shí)具備高塑、韌性。而現(xiàn)有技術(shù)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(qiáng)度、硬度條件下塑性、韌性較差。因此本技術(shù)25CrMnSi材料的使用即保證了機(jī)械性能的要求，也達(dá)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(shù)材料25CrMnSi相對(duì)應(yīng)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(shí)間120分鐘后空氣冷卻；二、淬火網(wǎng)帶爐中，溫度880°C 士 10°C、保溫時(shí)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(shí)間180分鐘后空冷卻。相對(duì)應(yīng)的，針對(duì)上述集裝箱鎖具產(chǎn)品25CrMnSi進(jìn)行熱處理的設(shè)備為1、正火爐1 溫度可被設(shè)為920°C 士 10°C，停留時(shí)間可被設(shè)為120分鐘的正火爐1。正火時(shí)，將集裝箱鎖具產(chǎn)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(shí)出爐，然后置于第一空氣冷卻處I，進(jìn)行第一次空冷；優(yōu)選的正火爐共分7個(gè)加熱區(qū)，各個(gè)加熱區(qū)溫度設(shè)定為920°C 士 10°C。多個(gè)被預(yù)制成與正火爐1的尺寸相適應(yīng)的集裝箱鎖具產(chǎn)品8工件依批次通過(guò)上述7個(gè)加熱區(qū)，而被加熱升溫，并依次連續(xù)的在上述7個(gè)加熱區(qū)中保溫，以使得集裝箱鎖具產(chǎn)品8在正火爐中獲得有效長(zhǎng)度的保溫時(shí)間。加熱區(qū)數(shù)量也可以是其他的數(shù)量，其確定依據(jù)之一是與工件所需加熱的時(shí)間相適應(yīng)，以保證工件的加熱要求，和大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的要求。同時(shí)為達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)和更有效的控制正火工序的目的，在上述的7個(gè)加熱區(qū)中可以設(shè)有溫度監(jiān)控設(shè)備9，以實(shí)現(xiàn)溫度的顯示、記錄和遠(yuǎn)程報(bào)告，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)正火爐溫度的及時(shí)調(diào)整。優(yōu)選的，一、二、三、四、五加熱區(qū)采用TCW-32A三相調(diào)壓，六七區(qū)用數(shù)顯儀表示溫度，每個(gè)區(qū)都有EL-100-60多點(diǎn)記錄儀顯示記錄溫度。集裝箱鎖具產(chǎn)品8在保溫120 分鐘后出爐，然后置于第一空氣冷卻處I，進(jìn)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(shí)間180分鐘。 優(yōu)選的，溫度可被設(shè)為550 士 10 V和880 士 10°C，相應(yīng)的停留時(shí)間可被設(shè)為60 士 5分鐘和 120士5分鐘的淬火爐2 ；冷卻后產(chǎn)品溫度設(shè)為300°C，置有冷卻介質(zhì)為水溶性淬火液3的淬火槽7。淬火時(shí)，將前述經(jīng)過(guò)第一次空冷的集裝箱鎖具產(chǎn)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(zhì)為水溶性淬火液3， 集裝箱鎖具產(chǎn)品8冷致300°C左右后被運(yùn)出淬火槽7。優(yōu)選的淬火爐，由5個(gè)加熱區(qū)組成，各個(gè)加熱區(qū)溫度控制到550 士 10°C和 880士 10°C。工件相應(yīng)的停留時(shí)間可被設(shè)為60士5分鐘和120士5分鐘后，自動(dòng)置入淬火槽 7，進(jìn)行淬火。各個(gè)加熱區(qū)中可以設(shè)有溫度監(jiān)控設(shè)備9，以實(shí)現(xiàn)溫度的顯示、記錄和遠(yuǎn)程報(bào)告， 并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)淬火爐溫度的及時(shí)調(diào)整。優(yōu)選的，各個(gè)加熱區(qū)可以設(shè)有數(shù)顯智能溫控儀主控，多點(diǎn)記錄儀集中記錄并監(jiān)控。另外，加熱區(qū)數(shù)量也可以是其他的數(shù)量，其確定依據(jù)之一是與工件所需加熱的時(shí)間相適應(yīng)，以保證工件的加熱要求，和大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的要求。淬火采用的冷卻介質(zhì)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(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的自動(dòng)化生產(chǎn)，與淬火槽7相連接的淬火介質(zhì)系統(tǒng)5可以采用具有自動(dòng)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(yīng)。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(chǎn)品8在淬火液3內(nèi)滯留時(shí)間8-25分鐘，通過(guò)淬火槽7中的溫度監(jiān)控設(shè)備9檢測(cè)工件的冷卻溫度，當(dāng)工件冷致300°C左右，然后由淬火槽7提升機(jī)傳送帶把工件送出淬火槽7到區(qū)域II處，然后進(jìn)行回火處理。3、回火爐4 溫度可被設(shè)為610士 10°C，停留時(shí)間可被設(shè)為180分鐘的回火爐4?；鼗饡r(shí)，將前述經(jīng)過(guò)淬火的集裝箱鎖具產(chǎn)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(jìn)行空冷。優(yōu)選回火爐由5個(gè)加熱區(qū)組成的，各個(gè)加熱區(qū)溫度升到610士10°C，保溫180分鐘取出的進(jìn)行空冷。加熱區(qū)的數(shù)量同樣基于上述原因可以選擇其他的數(shù)量，而每個(gè)加熱區(qū)可以設(shè)有數(shù)顯智能溫控儀主控，多點(diǎn)記錄儀集中記錄并監(jiān)控等溫度監(jiān)控設(shè)備9，以實(shí)現(xiàn)溫度的顯示、記錄和遠(yuǎn)程報(bào)告。4、運(yùn)輸系統(tǒng)其將所述集裝箱鎖具產(chǎn)品在所述熱處理系統(tǒng)間運(yùn)輸連接，以實(shí)現(xiàn)所述集裝箱鎖具產(chǎn)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(chǎn)品8運(yùn)至第一空氣冷卻處I，再運(yùn)至所述淬火爐2的第一運(yùn)輸設(shè)備A ；將出自所述退淬火爐2的所述集裝箱鎖具產(chǎn)品8運(yùn)至所述淬火槽7冷卻，再運(yùn)至區(qū)域II處的第二運(yùn)輸設(shè)備B ；將所述集裝箱鎖具產(chǎn)品 8運(yùn)至所述回火爐4，再運(yùn)至第二空氣冷卻處III的第三運(yùn)輸設(shè)備C。例如采用起吊設(shè)備，輸送帶等直線運(yùn)輸設(shè)備等。另外，本熱處理設(shè)備在上述需要時(shí)間控制的區(qū)域還配有檢測(cè)所述集裝箱鎖具產(chǎn)品停留在上述爐中時(shí)間的計(jì)時(shí)設(shè)備10，并可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示、記錄和遠(yuǎn)程報(bào)告，便于整個(gè)生產(chǎn)的高度自動(dòng)化。作為更進(jìn)一步的改進(jìn)，本熱處理設(shè)備中還具有上位控制單元6，本系統(tǒng)中的正火爐 1、淬火爐2和淬火槽7、淬火介質(zhì)系統(tǒng)5、回火爐4以及運(yùn)輸系統(tǒng)可以分別或同時(shí)的通過(guò)有線或無(wú)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(tǒng)中的計(jì)時(shí)設(shè)備10和溫度監(jiān)控設(shè)備9發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)，并及時(shí)調(diào)整爐內(nèi)的溫度和停留時(shí)間，并控制運(yùn)輸系統(tǒng)與其相配合及時(shí)運(yùn)輸，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的大規(guī)?；南到y(tǒng)自動(dòng)控制。從上述熱處理工藝及其設(shè)備的介紹可知，在本技術(shù)25CrMnSi在正火階段，采用了高于現(xiàn)有技術(shù)42CrMo的正火溫度，其有效的結(jié)果是改變鑄件內(nèi)部樹枝狀結(jié)晶，細(xì)化晶粒，得到較為改善和提高的機(jī)械性能。同時(shí)在本技術(shù)中淬火采用水冷、回火空氣冷卻這些不僅相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)成本低，同時(shí)也最大程度的避免了環(huán)境污染，同時(shí)相應(yīng)的處理過(guò)程簡(jiǎn)單優(yōu)化、設(shè)備成本低。上述熱處理設(shè)備具有自動(dòng)程度高、便于對(duì)其全程進(jìn)行遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程控制、保證熱處理工藝的順利進(jìn)行、使所述集裝箱鎖具產(chǎn)品達(dá)到所需的機(jī)械性能、污染小等特點(diǎn)。采用上述技術(shù)后所獲得的材料，其抗拉強(qiáng)度滿足850MPa，屈服強(qiáng)度滿足 700MPa，硬度HB :對(duì)0-觀0，滿足集裝箱鎖具產(chǎn)品的機(jī)械要求的同時(shí)，具有金屬成本低、良好適宜的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性、以及熱處理工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、環(huán)境污染小的特點(diǎn)。本發(fā)明中所揭示的實(shí)施例，將通過(guò)權(quán)利要求得到體現(xiàn)和保護(hù)，任何根據(jù)本發(fā)明中所得到的啟示，均落入本發(fā)明所保護(hù)的范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種集裝箱鎖具產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品材料為25CrMnSi。
2.如權(quán)利要求1所示的集裝箱鎖具產(chǎn)品，其特征在于其抗拉強(qiáng)度滿足850MPa，屈服強(qiáng)度滿足700MPa，硬度HB :對(duì)0-觀0，并應(yīng)有于船用集裝箱。
3.一種集裝箱鎖具產(chǎn)品的熱處理工藝所述集裝箱鎖具產(chǎn)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(shí)間120分鐘后空氣冷卻； 第二步、淬火溫度880°C 士 10°C、保溫時(shí)間180分鐘后水冷卻； 第三步、回火溫度610°C 士 10°C、保溫時(shí)間180分鐘后空氣冷卻。
4.如權(quán)利要求3所述的集裝箱鎖具產(chǎn)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(chǎn)品的熱處理設(shè)備，所述集裝箱鎖具產(chǎn)品的材料為25CrMnSi，其包括熱處理系統(tǒng)和將所述集裝箱鎖具產(chǎn)品在所述熱處理系統(tǒng)間運(yùn)輸連接的運(yùn)輸系統(tǒng)，所述熱處理系統(tǒng)沿著所述運(yùn)輸系統(tǒng)依次具有溫度可被設(shè)為920°C 士 10°C，停留時(shí)間可被設(shè)為120分鐘的正火爐；溫度可被設(shè)為 8800C 士 10°C，停留時(shí)間可被設(shè)為180分鐘的淬火爐；冷卻后產(chǎn)品溫度設(shè)為300°C，置有冷卻介質(zhì)為水溶性淬火液的淬火槽；溫度可被設(shè)為610°C 士 10°C，停留時(shí)間可被設(shè)為180分鐘的回火爐。
6.如權(quán)利要求5所示的集裝箱鎖具產(chǎn)品的熱處理設(shè)備，其特征在于，還包括同熱處理系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)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(shè)有檢測(cè)所述集裝箱鎖具產(chǎn)品在其中的時(shí)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(shù)據(jù)信號(hào)；所述上位控制單元可根據(jù)所述時(shí)間和溫度裝置發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)，向所述熱處理系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，調(diào)整所述集裝箱鎖具產(chǎn)品在爐內(nèi)的溫度和停留時(shí)間。
全文摘要
一種集裝箱鎖具產(chǎn)品及其熱處理工藝和設(shè)備，其中所述產(chǎn)品材料為25CrMnSi，其熱處理包括正火溫度920℃±10℃、保溫時(shí)間120分鐘后空氣冷卻；淬火溫度880℃±10℃、保溫時(shí)間180分鐘后水冷卻；回火溫度610℃±10℃、保溫時(shí)間180分鐘后空氣冷卻。同時(shí)提供與其相對(duì)應(yīng)的熱處理設(shè)備。經(jīng)上述熱處理工藝和設(shè)備所得到的集裝箱鎖具產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度滿足850MPa，屈服強(qiáng)度滿足700MPa，硬度HB240-280，滿足船用集裝箱鎖具產(chǎn)品的機(jī)械要求的同時(shí)，具有金屬成本低、良好適宜的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性、以及熱處理工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、環(huán)境污染小的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21D9/00GK102260778SQ20101018869
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者羅紹康 申請(qǐng)人:寧波吉威熔模鑄造有限公司