一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法

2023-11-01 14:21:47 1

一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械連接件製造技術領域，特別是涉及一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法。
【背景技術】
[0002]銷軸是一類標準化的緊固件，一般通過開口銷鎖定，既可靜態固定連接，亦可與被連接件做相對運動，主要用於兩零件的鉸接處，構成鉸鏈連接。銷軸工作可靠，拆卸方便，被廣泛作為結構領域的機械連接件。
[0003]現有技術中，銷軸被用於不同的工作環境，針對具體的使用要求，一般需要選取合適的材料作為銷軸製作的原材料，然而對原材料進行不同工藝的熱處理，也會對銷軸產品的使用性能產生較大的影響。現有技術中用於寒冷環境下的銷軸耐用性較差，一般體現在抗低溫衝擊性能上，對寒冷環境下的銷軸熱處理工藝做進一步研究，以優化該使用條件下銷軸的使用壽命，是現有技術中亟待解決的問題。

【發明內容】

[0004]針對上述現有技術中用於寒冷環境下的銷軸耐用性較差，一般體現在抗低溫衝擊性能上，對寒冷環境下的銷軸熱處理工藝做進一步研究，以優化該使用條件下銷軸的使用壽命，是現有技術中亟待解決的問題，本發明提供了一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法。
[0005]針對上述問題，本發明提供的一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法通過以下技術要點來達到發明目的:一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法，用於對完成機械初加工後銷軸毛坯的熱處理，所述銷軸毛坯的材質為40CrNiMo，所述熱處理包括順序進行的淬火處理及回火處理；
所述淬火處理過程中，包括順序進行的保溫階段及緩冷階段，所述保溫階段的溫度介於853 °C至860 0C之間，保溫時間不少於2.5h;
所述回火處理過程中的加熱溫度介於580°C至600°C之間；還包括設置於淬火處理工序之前的滲碳處理工序，所述滲碳處理工序為將銷軸毛坯置於滲碳環境中，加熱至890°C至900 0C之間保溫不少於5h。
[0006]具體的，以上熱處理工藝中，針對40CrNiMo這種材料，常用的淬火溫度選擇為8000C左右，以主要針對奧氏體化，而後在快冷以實現馬氏體轉變;現有針對40CrNiMo的回火過程中，採用一般不超過200°C的低溫回火，目的是為了得到較高的硬度值和強度值。本工藝中，通過反覆的實驗，將淬火溫度選取為相較於現有技術提高50°C左右，主要針對材料中合金元素的溶解度和均勻化程度;相較於現有技術，回火溫度倍增，可使得進行熱處理後的材料，雖然犧牲了部分硬度值和強度值，但產品的抗低溫衝擊能力得到了顯著的提高。
[0007]通過以上熱處理工藝，相較於現有技術，在40CrNiMo材料作為銷軸用途時，相較於傳統採用同樣材料的銷軸，雖然耐磨性和強度等性能有一定程度的降低，但在低溫使用環境下，低溫條件下的衝擊載荷是銷軸破壞的主要原因，故通過以上熱處理得到的銷軸，使用壽命通常會達到現有技術的三倍以上。
[0008]以上設置的滲碳處理工序，便於使得經過本熱處理工藝得到的銷軸，具有良好的表面硬度，這樣，所得銷軸在發揮其良好心部韌性的同時，還具有良好的表面耐磨性。
[0009]更進一步的技術方案為:
作為一種具體的冷卻速度便於控制的緩冷方式，以避免產生冷卻內壓力裂紋等缺陷，所述緩冷階段採用油冷。
[0010]作為一種利於調製效果的熱處理方式，以達到在調質前細化材料晶粒、消除材料中的內應力的具體方案，還包括位於淬火處理之前的正火處理。本方案特別適用於毛坯材料為鍛件的情況。
[0011]作為一種可消除加熱速度、爐溫均勻度、單爐工件數量對回火效果影響的技術方案，所述回火過程的保溫時間不少於1.5h。
[0012]針對40CrNiMo這種材料，為進一步消除內應力，所述回火處理的次數大於一次。實驗證明，此材料製作的用於低溫環境的銷軸，進行兩次回火的銷軸的使用壽命相較於僅採用一次同參數回火的使用壽命，延長約0.5倍。同時進行兩次以上回火操作，就行了三次回火的相較於兩次有一定的使用壽命提升，但對於三次的回火對使用壽命的影響不大，作為優選，為利於生產效率，本案採用兩次回火。
[0013]作為以上滲碳處理工序的具體實現方案，所述滲碳環境的碳勢濃度介於0.9%至1.04%。
[0014]本發明具有以下有益效果:
以上熱處理工藝中，針對40CrNiMo這種材料，常用的淬火溫度選擇為800°C左右，以主要針對奧氏體化，而後在快冷以實現馬氏體轉變;現有針對40CrNiMo的回火過程中，採用一般不超過200°C的低溫回火，目的是為了得到較高的硬度值和強度值。本工藝中，通過反覆的實驗，將淬火溫度選取為相較於現有技術提高50°C左右，主要針對材料中合金元素的溶解度和均勻化程度;相較於現有技術，回火溫度倍增，可使得進行熱處理後的材料，雖然犧牲了部分硬度值和強度值，但產品的抗低溫衝擊能力得到了顯著的提高。
[0015]通過以上熱處理工藝，相較於現有技術，在40CrNiMo材料作為銷軸用途時，相較於傳統採用同樣材料的銷軸，雖然耐磨性和強度等性能有一定程度的降低，但在低溫使用環境下，低溫條件下的衝擊載荷是銷軸破壞的主要原因，故通過以上熱處理得到的銷軸，使用壽命通常會達到現有技術的三倍以上。
[0016]以上設置的滲碳處理工序，便於使得經過本熱處理工藝得到的銷軸，具有良好的表面硬度，這樣，所得銷軸在發揮其良好心部韌性的同時，還具有良好的表面耐磨性。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明，但是本發明的結構不僅限於以下實施例。
[0018]實施例1:
一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法，用於對完成機械初加工後銷軸毛坯的熱處理，所述銷軸毛坯的材質為40CrNiMo，所述熱處理包括順序進行的淬火處理及回火處理； 所述淬火處理過程中，包括順序進行的保溫階段及緩冷階段，所述保溫階段的溫度介於853 °C至860 0C之間，保溫時間不少於2.5h;
所述回火處理過程中的加熱溫度介於580°C至600°C之間；還包括設置於淬火處理工序之前的滲碳處理工序，所述滲碳處理工序為將銷軸毛坯置於滲碳環境中，加熱至890°C至900 0C之間保溫不少於5h。
[0019]具體的，以上熱處理工藝中，針對40CrNiMo這種材料，常用的淬火溫度選擇為8000C左右，以主要針對奧氏體化，而後在快冷以實現馬氏體轉變;現有針對40CrNiMo的回火過程中，採用一般不超過200°C的低溫回火，目的是為了得到較高的硬度值和強度值。本工藝中，通過反覆的實驗，將淬火溫度選取為相較於現有技術提高50°C左右，主要針對材料中合金元素的溶解度和均勻化程度;相較於現有技術，回火溫度倍增，可使得進行熱處理後的材料，雖然犧牲了部分硬度值和強度值，但產品的抗低溫衝擊能力得到了顯著的提高。
[0020]通過以上熱處理工藝，相較於現有技術，在40CrNiMo材料作為銷軸用途時，相較於傳統採用同樣材料的銷軸，雖然耐磨性和強度等性能有一定程度的降低，但在低溫使用環境下，低溫條件下的衝擊載荷是銷軸破壞的主要原因，故通過以上熱處理得到的銷軸，使用壽命通常會達到現有技術的三倍以上。
[0021]以上設置的滲碳處理工序，便於使得經過本熱處理工藝得到的銷軸，具有良好的表面硬度，這樣，所得銷軸在發揮其良好心部韌性的同時，還具有良好的表面耐磨性。
[0022]實施例2:
本實施例在實施例1的基礎上作進一步限定，作為一種具體的冷卻速度便於控制的緩冷方式，以避免產生冷卻內壓力裂紋等缺陷，所述緩冷階段採用油冷。
[0023]作為一種利於調製效果的熱處理方式，以達到在調質前細化材料晶粒、消除材料中的內應力的具體方案，還包括位於淬火處理之前的正火處理。本方案特別適用於毛坯材料為鍛件的情況。
[0024]作為一種可消除加熱速度、爐溫均勻度、單爐工件數量對回火效果影響的技術方案，所述回火過程的保溫時間不少於1.5h。
[0025]針對40CrNiMo這種材料，為進一步消除內應力，所述回火處理的次數大於一次。實驗證明，此材料製作的用於低溫環境的銷軸，進行兩次回火的銷軸的使用壽命相較於僅採用一次同參數回火的使用壽命，延長約0.5倍。同時進行兩次以上回火操作，就行了三次回火的相較於兩次有一定的使用壽命提升，但對於三次的回火對使用壽命的影響不大，作為優選，為利於生產效率，本案採用兩次回火。
[0026]本實施例中採用860 °C保溫4h淬火，採用585 °C保溫3h回火，且回火次數為兩次，同時淬火採用油冷的方式，得到的銷軸適用於_50°C的工作環境中，經應力加載實驗，其使用壽命為現有技術中相同材料銷軸的五倍。
[0027]作為以上滲碳處理工序的具體實現方案，所述滲碳環境的碳勢濃度介於0.9%至1.04%。
[0028]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明作的進一步詳細說明，不能認定本發明的【具體實施方式】只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的技術方案下得出的其他實施方式，均應包含在本發明的保護範圍內。
【主權項】
1.一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法，用於對完成機械初加工後銷軸毛坯的熱處理，其特徵在於，所述銷軸毛坯的材質為40CrNiMo，所述熱處理包括順序進行的淬火處理及回火處理； 所述淬火處理過程中，包括順序進行的保溫階段及緩冷階段，所述保溫階段的溫度介於853 °C至860 0C之間，保溫時間不少於2.5h; 所述回火處理過程中的加熱溫度介於580°C至600°C之間；還包括設置於淬火處理工序之前的滲碳處理工序，所述滲碳處理工序為將銷軸毛坯置於滲碳環境中，加熱至890°C至900 0C之間保溫不少於5h。2.根據權利要求1所述的一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法，其特徵在於，所述緩冷階段採用油冷。3.根據權利要求1所述的一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法，其特徵在於，還包括位於淬火處理之前的正火處理。4.根據權利要求1所述的一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法，其特徵在於，所述回火過程的保溫時間不少於1.5h。5.根據權利要求1所述的一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法，其特徵在於，所述回火處理的次數大於一次。6.根據權利要求1所述的一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法，其特徵在於，所述滲碳環境的碳勢濃度介於0.9%至1.04%ο
【專利摘要】本發明公開了一種用於低溫環境的銷軸的熱處理方法，用於對完成機械初加工後銷軸毛坯的熱處理，所述銷軸毛坯的材質為40CrNiMo，所述熱處理包括順序進行的淬火處理及回火處理；所述淬火處理過程中，包括順序進行的保溫階段及緩冷階段，所述保溫階段的溫度介於853℃至860℃之間，保溫時間不少於2.5h；所述回火處理過程中的加熱溫度介於580℃至600℃之間；還包括設置於淬火處理工序之前的滲碳處理工序，所述滲碳處理工序為將銷軸毛坯置於滲碳環境中，加熱至890℃至900℃之間保溫不少於5h。採用以上提供的熱處理工藝，可得到在低溫環境下具有較長使用壽命的銷軸，同時具有良好的表面耐磨性能。
【IPC分類】C21D6/00, C23C8/22, C21D1/25, C21D9/28
【公開號】CN105714035
【申請號】CN201610294240
【發明人】吳光武
【申請人】成都亨通兆業精密機械有限公司