用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法

摘要

一种用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法，其特征在于包括步骤淬火：淬火温度840～880℃，保温时间35－40分钟和步骤回火：回火温度200～240℃，保温时间120分钟。步骤淬火中炉内碳势范围是0.45～0.65％。按照本发明的技术方案加工用Q235为材料的自行车链板，链条的抗拉强度达到国家标准，经客户检测认可，满足了客户要求，按照目前市场价格差异，每吨钢材节约400元。

说明书

技术领域

本发明涉及自行车链条的链板材料热处理方法，尤其是用普通碳素钢Q235做自行车链条的链板的热处理方法。

背景技术

传统的自行车链条原材料采用低碳合金钢20MnSi，其化学成份如下C：0.17％-0.25％；Si：0.40％-0.80％；Mn：1.20％-1.60％；P≤0.045％；S≤0.050％，余量为铁。随着钢材市场价格上涨，链条的价格不升反降，而客户对链条质量的要求却更严格。用普通碳素钢Q235代替20MnSi做自行车链条的链板，可以降低成本，但常规热处理的Q235做链板硬度一般只有65-69HRA，单片链板破断强度只有3000-3900N，成链后的破断强度只有6000-7500N，既达不到硬度要求，又达不到国家标准中破断强度8010N的要求(注：国标要求817k8f以上，即相当于8010N以上，破断强度是安全性指标，必须满足)。

发明内容

为了解决现有技术中自行车链条的链板材料20MnSi价格比较高，而用常规热处理Q235做自行车链条的链板又达不到质量要求的问题，本发明提供了一种用普通碳素钢Q235代替20MnSi做自行车链条的链板的热处理方法，具体技术方案采用工艺步骤如下：

(1)淬火：淬火温度840～880℃，保温时间35-40分钟：

(2)回火：回火温度200～240℃，保温时间120分钟；

所述步骤(1)中炉内碳势范围是0.45～0.65％，具体操作时须根据原材料的实际含C量调整碳势范围，即甲醇供给量2～3L/hr(约为常规热处理时的1.5倍)，同时供给小流量的丙烷1-3L/min，不供氨气。

根据实际需要，步骤(2)回火前还对淬火后的链板进行清洗，回火后还设有步骤(3)滚光，滚光后还包括步骤(4)对自行车链条的链板进行防锈、烘干，以及使链板表面发黄或发黑的氧化处理。

作为本发明的进一步改进，淬火是在可控气氛连续式网带炉内进行的，淬火时网带上的铺货厚度为15-20mm，冷却油的油温应控制在60-100℃，通过调节甲醇流量2-3L/hr，丙烷流量1-3L/min控制碳势范围。滚光的时间为2-4小时。步骤(4)中防锈处理方法是：把链板浸泡在重量比5～10％的碳酸钠、10～20％亚硝酸钠和0.2～0.5％洗衣粉配成的水溶液中。该溶液温度＞90℃，浸泡时间：5～10分钟。洗衣粉牌号无特殊要求。

与现有技术相比，按照本发明的技术方案加工用Q235为材料的自行车链板，链条的抗拉强度达到国家标准，经客户检测认可，满足了客户要求，按照目前市场价格差异，每吨钢材节约400元。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

例1

以PAM材料(该材料C：0.14％，Si：0.04％，Mn：0.44％，P：0.045％，S：0.040％，余量是铁)为例，按照下列步骤进行处理：

(1)网带炉淬火：设备为可控气氛连续式网带炉，以中日合资盐城丰东公司生产的Unic UM-6050网带式气体渗碳氮化炉为例，该设备加热炉部分分为1～4个区域，分别测温、控温，在2区和4区各有一个搅拌风扇，以及各有1个氧探头进行碳势控制。首先升温、保温：1、2区880±10℃，3区860±10℃，4区：840±10℃，同时网带运转马达采用三菱变频器，速度为26～30Hz(相当于35～40分钟)，考虑到材料含碳量0.14％，炉内的碳势控制在0.55～0.65％(通过调节甲醇流量为2～3L/hr，丙烷流量为1-2L/min)，链板的铺货厚度15～20mm(而常规热处理时，炉内碳势控制在0.15～0.35％，甲醇流量仅为1.0～1.5L/hr，不供给丙烷)；淬火介质为超速淬火油，油温60-100℃。由于淬火过程中，炉内碳势有波动，所以碳势范围须控制在上述范围内；

(2)清洗：淬火后的链板经过热水煮洗、喷淋、动态漂洗，可以尽量去除链板表面所附着的油污；

(3)回火：回火炉分为3个区域，分别测温、控温，并有3个搅拌风扇，炉温均匀性较好，网带运转马达也采用三菱变频器，1～3区设定为200～240℃，保温时间为18Hz(约合120分钟)；

(4)滚光：将回火后的链板经八角形辊桶2～4小时的滚光处理。

(5)防锈、烘干：将滚光处理后的链板浸泡在重量比为5～10％的碳酸钠、10～20％亚硝酸钠、0.2～0.5％洗衣粉配成的水溶液中进行防锈处理，该溶液水温＞90℃，浸泡时间：5-10分钟。然后烘干。这样可以使链板得到光亮的金属本色。根据实际需要，还可以对光亮的链板进行表面氧化处理，使其表面发黄或者发黑。

(6)检测：在经过上述处理之后，对链板的硬度和抗拉强度抽检，结果为：洛氏硬度71～75HRA(常规热处理一般是65-69HRA)，单片拉力4200～4600N(常规热处理一般在3000～3500N)；成链抗拉强度8300～8700N(常规热处理一般在6000～7000N)。

例2

以PL材料(该材料：C0.17％，Si0.05％，Mn0.48％，P：0.045％，S：0.045％，余量是铁)为例，按照下列步骤进行处理：

(1)网带炉淬火：设备同实例1，加热炉温度：1、2区880+10℃，3区860+10℃，4区：840+10℃，速度为35～40Hz(相当于26～30分钟)，炉内的碳势控制在0.50～0.60％范围内(通过调节甲醇流量为3～4L/hr，丙烷流量为1-2L/min)，铺货厚度15～25mm，淬火介质为超速淬火油，油温60～100℃。由于淬火过程中，炉内碳势有波动，所以碳势范围须控制在上述范围内；

(2)清洗：淬火后的链板经过热水煮洗、喷淋、动态漂洗，可以尽量去除链板表面所附着的油污；

(3)回火：设备同实例1，回火炉温度：1～3区设定为210～240℃，保温时间为18～25Hz(相当于90～120分钟)；

步骤4、5同例1的步骤4、5。

(6)检测：在经过上述处理之后，抽检链板的硬度和抗拉强度，具体数据如下：洛氏硬度72～75HRA(常规热处理一般在65～69HRA)，单片拉力4400～4800N(常规热处理一般在3300～3900N)；成链抗拉强度8500～8800N(常规热处理一般在6500～7500N)。

由于本发明找到用了普通碳素钢Q235制造自行车链条的链板的最佳热处理工艺。使用该工艺下处理的Q235可以取代20MnSi作自行车链板的材料，破断强度达到国家标准。本发明可以推广到有类似要求的其它相近品种的零件处理之中，属于本技术领域的技术人员很容易融会贯通，举一反三，所以要求依照本发明所述方法对链条的链板采用普通碳素钢Q235并进行热处理的，均属于本发明的保护权利范围。