專利名稱：1mm以下薄板試樣防氧化熱處理法的制作方法
技術領域：
本發明屬于冶金技術領域，涉及一種冶金產品的熱處理方法，是一種適合于實驗室薄板拉伸樣退火過程中防氧化處理的方法及裝置。
背景技術：
汽車用深沖薄板生產工藝復雜，經冷軋后會產生不同程度的加工硬化，致使薄板內部存在有殘余應力，從而給薄板性能帶來不利影響。因而，深沖薄板冷軋后須進行退火處理，以消除薄板內部殘余應力以及組織缺陷，且可以完成鐵素體的再結晶及晶粒長大，獲得再結晶織構組態。退火過程是冷軋板生產中決定最終產品性能的關鍵工序，對于薄板的深沖性能有著極其重要的作用。實驗室進行冷軋薄板退火工藝研究，由于受實驗條件限制，無法實現全氫光亮退火，在空氣中退火后的樣品表面氧化嚴重，甚至氧化脫碳，影響力學性能的測定，于是提出使用一種防氧化退火的方法，保證實驗的準確性。與具有一定厚度的試樣相比，Imm以下的冷軋板產生的氧化皮對減薄厚度的影響較大并會產生較嚴重的氧化變形，而厚件在熱處理過程中產生的相同的氧化鐵皮厚度對性能影響微乎其微。公開號為CN 1322850A的《液汽防護防氧化熱處理方法及裝置》中提供的防氧化熱處理方法及裝置，雖然可以滿足無氧化退火，但操作方法較為復雜。公開號為CN1460724A 的《工件熱處理高溫防氧化納米涂料》中提供的方法是一種納米粘結劑涂料，涂于金屬表面以達到均勻的無氧化脫碳的效果，該方法適用于有一定厚度的工件，對于厚度為Imm以下薄板帶材，大量的涂料會對熱處理過程中設定溫度與鋼件實際溫度產生一定偏差，同時會對試樣表面的成分產生一定的影響。目前冷軋深沖薄板實驗室退火實驗過程中一部分實驗是在真空條件或惰性氣體保護下進行，另一部實驗是直接在空氣下進行熱處理實驗。在真空條件或惰性氣體的保護下實驗，存在真空度問題以及熱處理爐本身的密封性問題，一些實驗的薄板帶表面還是會產生一定程度的氧化。若在空氣中直接進行退火處理，試樣表面氧化嚴重，產生大量氧化皮，除減薄試樣的厚度外，條形試樣還會發生氧化變形，無法滿足力學性能測試的準確性與穩定性。經測量，未防氧化熱處理的0. 78mm厚度薄板試樣去掉氧化皮后，剩余平均厚度為試樣原厚度的96.6%。
發明內容
本發明的目的是公開一種厚度Imm以下、冷軋薄板拉伸試樣的防氧化熱處理方法。本發明是這樣實現的，將厚度Imm以下的冷軋薄板制成9片300mmX30mm的拉伸試樣，將其放入一根直徑略大于薄板拉伸試樣的寬度、長度為330-350mm的無縫管中，管內放入少量細鋸末，管體兩端用輕質耐火磚封口，并用耐火泥密封。然后將無縫管放入熱處理加熱爐內，在900°C以下溫度范圍作退火熱處理試驗，由于無縫管內處于密封狀態，與外界空氣隔絕，細鋸末燃燒時首先與無縫管內的氧氣發生反應；隨著燃燒時間的延長，無縫管內的氧氣越來越稀薄，直至處于無氧狀態，使得薄板拉伸試樣在退火過程中出現無氧化或少氧化的效果，從而保證薄板拉伸試樣力學性能測定的準確性和良好的表面質量。本方法實驗原材料容易滿足，操作非常簡單。未進行防氧化保護的試樣直接在空氣中退火，表面氧化嚴重，氧化皮的剝落減薄了板材的厚度，嚴重影響后續實驗數據測定的準確性。使用該防氧化退火方法后，樣品表面只產生極少量氧化，保證了后續力學性能檢測的準確性。本發明與已有防氧化處理方法相比，不會因涂料的性質影響樣品溫度控制，或對樣品表面產生滲碳等不利影響，同時該方法容易實現，成本低，可行性強，效率高。
四
圖1、圖2為實施例1、2的實驗室退火工藝曲線圖；圖3為試樣原始厚度與去掉氧化皮厚度對比圖，從厚度為0. 78mm冷軋板上取樣， 測定冷軋板不同部位的厚度，記錄下數據；對這些冷軋板進行未防氧化熱處理，再對其去掉氧化皮后進行不同部位的厚度測量，發現試樣各部位有不同程度的減薄，減薄厚度范圍在 0.01-0. 06mm內(由于板材本身存在厚度不完全均一的情況，所以對比圖中出現個別部位沒有減薄甚至增厚)。
五具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步的描述。實施例1薄板試樣化學成分為(重量百分比)C :0. 0066%、Si :0.01%, Mn 0. 148%, P 0. 0082%, S 0. 01%, Alt :0. 03%, Nb :0. 012%, Ti :0. 037%、余量為 Fe 和不可避免的雜質。從薄板上取9片冷硬板拉伸試樣(規格為0. 78mmX300mmX30mm)，按9層順序放入直徑35mm、長度為360mm的無縫管體內，管內放入少量細鋸末，細小的鋸末燃燒時比大鋸末更容易與氧氣發生氧化反應。將輕質耐火磚用鋸條切割出厚度10-15mm，直徑略大于35mm 圓形，利用摩擦旋轉的方式置入管端，再用耐火泥將磚與管的縫隙密封。將裝有9片厚度為 0. 78mm的冷軋深沖鋼板試樣的密封鋼管放入箱式電加熱爐中，以池升溫至700°C，保溫池后斷電冷卻，隨爐冷卻至450 V出爐空冷。然后進行力學性能檢測，檢測結果見表1。實施例2薄板試樣化學成分為(重量百分比)C :0. 0066%、Si :0.01%, Mn 0. 148%, P 0. 0082%, S 0. 01%, Alt :0. 03%, Nb :0. 012%, Ti :0. 037%、余量為 Fe 和不可避免的雜質。從薄板上取9片冷硬板拉伸試樣(規格為0. 78mmX 300mmX 30mm)，按9層順序放入直徑35mm、長度為360mm的無縫管體內，管內放入少量細鋸末，細小的鋸末燃燒時比大鋸末更容易與氧氣發生氧化反應。將輕質耐火磚用鋸條切割出厚度10-15mm，直徑略大于35mm圓形，利用摩擦旋轉的方式置入管端，再用耐火泥將磚與管的縫隙密封。將裝有9塊厚度為 0. 78mm的冷軋深沖鋼板試樣的密封鋼管放入箱式電加熱爐中，以池升溫至720°C，保溫池后斷電冷卻，隨爐冷卻至450 V出爐空冷。然后進行力學性能檢測，檢測結果見表1。將裝有冷軋深沖鋼的密封管和同樣規格的3片冷硬板拉伸試樣一同放入加熱爐中以池升溫至720V，保溫池后空冷，隨爐空冷至450°C出爐空冷。對比使用防氧化保護的試樣與未使用防氧化保護的試樣，未進行防氧化保護的試樣表面有大量的氧化鐵皮剝落， 用螺旋測微器測量氧化皮剝落后的樣品厚度，測量結果見圖3。然后進行力學性能檢測，檢測結果見表1。表1力學性能檢測值
權利要求
1.Imm以下的薄板試樣防氧化熱處理法，其特征在于將薄板試樣放入無縫鋼管中，鋼管內放入少量鋸末，鋼管兩端口密封，在900°C以下對試樣進行熱處理時，鋼管內的鋸末受熱燃燒，使鋸末與氧氣發生氧化反應，直至氧氣被耗盡，熱處理在少量氮氣的氣氛中進行，從而使薄板拉伸試樣在熱處理過程中實現無氧化或少氧化的效果。
2.根據權利要求1所述的一種Imm以下的薄板試樣防氧化熱處理法，其特征在于試樣為薄板拉伸試樣，規格為300mmX30mm。
3.根據權利要求1所述的一種Imm以下的薄板試樣防氧化熱處理法，其特征在于無縫鋼管的直徑大于試樣寬度，長度大于試樣長度。
4.根據權利要求1所述的一種以下Imm的薄板試樣防氧化熱處理法，其特征在于無縫鋼管的兩端用輕質耐火磚封口，用耐火泥密封。
5.根據權利要求1所述的一種Imm以下的薄板試樣防氧化熱處理法，其特征在于鋸末為細鋸末。
全文摘要
1mm以下薄板試樣防氧化熱處理法，屬于冶金技術領域，將厚度1mm以下、規格為300mm×30mm的薄板拉伸試樣與細鋸末放入無縫管內，管體兩端用輕質耐火磚封口后再用耐火泥密封。在900℃以下對試樣進行熱處理，管內氧氣與細鋸末發生反應，使細鋸末燃燒，直至管體內氧氣被耗盡，由于鋼管內外隔絕，熱處理在少量氮氣的氣氛中進行，從而使薄板試樣在熱處理過程中實現無氧化或少氧化的效果，消除了熱處理試樣變形等問題，保證了試樣表面質量和力學性能測試的穩定性及準確性。
文檔編號C21D1/74GK102230061SQ20111019624
公開日2011年11月2日 申請日期2011年7月14日 優先權日2011年7月14日
發明者馮巖青, 康利明, 張 杰, 王森清, 高志國 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司