一種低合金鋼鑄件的熱處理工藝的製作方法

2023-06-05 08:46:31

本發明屬於鑄件熱處理領域，具體涉及一種低合金鋼鑄件的熱處理工藝。

背景技術：

低合金鋼鑄件因具有高強度、高耐磨性等優點，逐步替代普通碳鋼件，廣泛應用於鑄造領域，尤其是zg42crmo、zg35crmo等材料，其強度是普通碳鋼的2-3倍。在實際應用中，需要合理選擇低合金鋼的強度、硬度及韌性。目前，低合金鋼鑄件的熱處理工藝一般採用正火-淬火-回火，其中淬火介質用淬火油，其比例按重量比1：10，即1噸鑄件放入10噸淬火油，以保證淬火效果，常規的低合金鋼由於熱處理工藝流程及本身的化學成分元素佔比不同，進而導致成品鑄件的機械性能降低，滿足不了實用需求，因此，需要改善。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種低合金鋼鑄件的熱處理工藝，該種熱處理工藝通過適當提高加熱溫度以及延長保溫時間，從而能夠使低合金鋼鑄件的組織轉變充分，有效提高其機械性能和衝擊韌性，適宜推廣應用。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現的：

一種低合金鋼鑄件的熱處理工藝，按照以下步驟進行：

(1)預熱：將鑄造成型後的低合金鑄件置於高溫爐中預熱處理；

所述低合金鑄件包括以下按重量百分比的成分：c0.48-1.20％，al1.10-2.08％，si0.50-1.25％，mn0.84-1.32％，ni0.10-0.20％，ti0.70-1.40％，餘量為fe和不可去除的微量元素；

(2)正火；將預熱處理後的低合金鑄件輸送至臺車式正火爐進行正火處理；

(3)回火：將正火處理後的低合金鑄件輸送至回火爐中在溫度為340～380℃保溫2-4h,繼續加熱進行回火；高溫回火升溫至640～720℃，保溫4-6h後逐漸冷卻至溫度90-110℃，出爐；

(4)淬火：將低合金鑄件輸送至真空淬火爐中，先升溫至680～720℃，保溫2-3h後，升溫至淬火溫度為840～860℃，保溫2-3h，然後空冷至室溫；

(5)退火：最後將低合金鑄件輸送至馬弗爐中先升溫至380～420℃，保溫4-6h後，升溫至退火溫度580～640℃，保溫4-8h，空冷至室溫即可。

進一步地，在步驟(1)中，所述高溫爐的預熱溫度為360-520℃，預熱升溫速率為15-25℃/min，預熱時間為1-2h。

進一步地，所述低合金鑄件包括以下按重量百分比的成分：c0.70-1.00％、al1.35-1.87％，si0.66-1.10％，mn0.92-1.24％，ni0.12-0.16％，ti0.88-1.24，餘量為fe和不可去除的微量元素。

更進一步地，所述低合金鑄件包括以下按重量百分比的成分：c0.85％，al1.60％，si0.87％，mn1.10％，ni0.15％，ti1.06％，餘量為fe和不可去除的微量元素。

進一步地，所述不可去除的微量元素≤0.03％。

進一步地，在步驟(2)中，所述正火處理是先升溫至860～940℃，保溫3-4h；之後空冷至380～420℃；再升溫至690～750℃，保溫2-3h；最後將正火溫度升至870～930℃，保溫4-5h；之後空冷至380～420℃。

進一步地，在步驟(3)中，所述逐漸冷卻是按照10℃/min的降溫速度實行的。

進一步地，在步驟(5)中，所述馬弗爐的升溫速率為10-20℃/min。

本發明的有益效果：本發明的低合金鋼鑄件熱處理工藝通過合理控制低合金鋼鑄件化學元素含量，使得成品護罩的強度高，其次適當提高了熱處理過程中的加熱溫度以及延長保溫時間，從而能夠使鋼的組織轉變充分，有效提高機械性能和衝擊韌性，最後嚴格控制冷卻方式和方法，保證了鋼材的足夠淬透性和組織的完全轉變，且進行各項機械性能檢驗，尤其是衝擊試驗，各項技術指標達到100％合格。另外，該熱處理工藝步驟簡單易行，工藝參數合理，易於推廣和使用。本發明的熱處理工藝採用預熱+正火+回火+淬火+退火的工藝流程，與傳統的熱處理工藝相比，其優點是進一步細化和均勻晶粒，最大程度地提高晶粒度,並為後序的熱處理準備良好的組織條件。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的具體實施方式作進一步描述，以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。

實施例1

一種低合金鋼鑄件的熱處理工藝，按照以下步驟進行：

(1)預熱：先將鑄造成型後的低合金鑄件置於高溫爐中預熱處理，且高溫爐的預熱溫度為360℃，預熱升溫速率為15℃/min，預熱時間為1h；

所述的低合金鑄件包括以下按重量百分比的成分：c0.48％，al1.10％，si0.50％，mn0.84％，ni0.10％，ti0.70％，餘量為fe和不可去除的微量元素，且該不可去除的微量元素含量≤0.03％；

(2)正火；將預熱處理後的低合金鑄件輸送至臺車式正火爐進行正火處理，其具體步驟是先升溫至860℃，保溫3h；之後空冷至380℃；再升溫至690℃，保溫2h；最後將正火溫度升至870℃，保溫4h；之後空冷至380℃；

(3)回火：將正火處理後的低合金鑄件輸送至回火爐中在溫度為340℃保溫2h,繼續加熱進行回火；高溫回火升溫至640℃，保溫4h後按照10℃/min的降溫速度逐漸冷卻至溫度90℃，出爐；

(4)淬火：將低合金鑄件輸送至真空淬火爐中，先升溫至680℃，保溫2h後，升溫至淬火溫度為840℃，保溫2h，然後空冷至室溫；

(5)退火：最後將低合金鑄件輸送至馬弗爐中先以10℃/min的升溫速率升溫至380℃，保溫4h後，升溫至退火溫度580℃，保溫4h，空冷至室溫即完成本發明的低合金鋼鑄件的熱處理工藝。

實施例2

一種低合金鋼鑄件的熱處理工藝，按照以下步驟進行：

(1)預熱：先將鑄造成型後的低合金鑄件置於高溫爐中預熱處理，且高溫爐的預熱溫度為420℃，預熱升溫速率為20℃/min，預熱時間為1.5h；

所述的低合金鑄件包括以下按重量百分比的成分：c0.70％、al1.35％，si0.66％，mn0.92％，ni0.12％，ti0.88％，餘量為fe和不可去除的微量元素，且該不可去除的微量元素含量≤0.03％；

(2)正火；將預熱處理後的低合金鑄件輸送至臺車式正火爐進行正火處理，其具體步驟是先升溫至880℃，保溫3.5h；之後空冷至390℃；再升溫至700℃，保溫2.2h；最後將正火溫度升至880℃，保溫4.5h；之後空冷至390℃；

(3)回火：將正火處理後的低合金鑄件輸送至回火爐中在溫度為350℃保溫2.2h,繼續加熱進行回火；高溫回火升溫至660℃，保溫4.5h後按照10℃/min的降溫速度逐漸冷卻至溫度95℃，出爐；

(4)淬火：將低合金鑄件輸送至真空淬火爐中，先升溫至690℃，保溫2.2h後，升溫至淬火溫度為845℃，保溫2.5h，然後空冷至室溫；

(5)退火：最後將低合金鑄件輸送至馬弗爐中先以12℃/min的升溫速率升溫至390℃，保溫4.5h後，升溫至退火溫度590℃，保溫5h，空冷至室溫即完成本發明的低合金鋼鑄件的熱處理工藝。

實施例3

一種低合金鋼鑄件的熱處理工藝，按照以下步驟進行：

(1)預熱：先將鑄造成型後的低合金鑄件置於高溫爐中預熱處理，且高溫爐的預熱溫度為450℃，預熱升溫速率為20℃/min，預熱時間為1.5h；

所述的低合金鑄件包括以下按重量百分比的成分：c0.85％，al1.60％，si0.87％，mn1.10％，ni0.15％，ti1.06％，餘量為fe和不可去除的微量元素，且該不可去除的微量元素含量≤0.03％；

(2)正火；將預熱處理後的低合金鑄件輸送至臺車式正火爐進行正火處理，其具體步驟是先升溫至900℃，保溫3.5h；之後空冷至400℃；再升溫至720℃，保溫2.5h；最後將正火溫度升至900℃，保溫4.5h；之後空冷至400℃；

(3)回火：將正火處理後的低合金鑄件輸送至回火爐中在溫度為360℃保溫3h,繼續加熱進行回火；高溫回火升溫至680℃，保溫5h後按照10℃/min的降溫速度逐漸冷卻至溫度100℃，出爐；

(4)淬火：將低合金鑄件輸送至真空淬火爐中，先升溫至700℃，保溫2.5h後，升溫至淬火溫度為850℃，保溫2.5h，然後空冷至室溫；

(5)退火：最後將低合金鑄件輸送至馬弗爐中先以15℃/min的升溫速率升溫至400℃，保溫5h後，升溫至退火溫度630℃，保溫6h，空冷至室溫即完成本發明的低合金鋼鑄件的熱處理工藝。

實施例4

一種低合金鋼鑄件的熱處理工藝，按照以下步驟進行：

(1)預熱：先將鑄造成型後的低合金鑄件置於高溫爐中預熱處理，且高溫爐的預熱溫度為500℃，預熱升溫速率為25℃/min，預熱時間為1.8h；

所述的低合金鑄件包括以下按重量百分比的成分：c1.00％、al1.87％，si1.10％，mn1.24％，ni0.16％，ti1.24，餘量為fe和不可去除的微量元素，且該不可去除的微量元素含量≤0.03％；

(2)正火；將預熱處理後的低合金鑄件輸送至臺車式正火爐進行正火處理，其具體步驟是先升溫至920℃，保溫4h；之後空冷至410℃；再升溫至740℃，保溫3h；最後將正火溫度升至910℃，保溫4.5h；之後空冷至410℃；

(3)回火：將正火處理後的低合金鑄件輸送至回火爐中在溫度為360℃保溫3.5h,繼續加熱進行回火；高溫回火升溫至700℃，保溫5.5h後按照10℃/min的降溫速度逐漸冷卻至溫度105℃，出爐；

(4)淬火：將低合金鑄件輸送至真空淬火爐中，先升溫至710℃，保溫2.5h後，升溫至淬火溫度為855℃，保溫2.8h，然後空冷至室溫；

(5)退火：最後將低合金鑄件輸送至馬弗爐中先以20℃/min的升溫速率升溫至410℃，保溫5.5h後，升溫至退火溫度630℃，保溫7h，空冷至室溫即完成本發明的低合金鋼鑄件的熱處理工藝。

實施例5

一種低合金鋼鑄件的熱處理工藝，按照以下步驟進行：

(1)預熱：先將鑄造成型後的低合金鑄件置於高溫爐中預熱處理，且高溫爐的預熱溫度為520℃，預熱升溫速率為25℃/min，預熱時間為2h；

所述的低合金鑄件包括以下按重量百分比的成分：c1.20％，al2.08％，si1.25％，mn1.32％，ni0.20％，ti1.40％，餘量為fe和不可去除的微量元素，且該不可去除的微量元素含量≤0.03％；

(2)正火；將預熱處理後的低合金鑄件輸送至臺車式正火爐進行正火處理，其具體步驟是先升溫至940℃，保溫4h；之後空冷至420℃；再升溫至750℃，保溫3h；最後將正火溫度升至930℃，保溫5h；之後空冷至420℃；

(3)回火：將正火處理後的低合金鑄件輸送至回火爐中在溫度為380℃保溫4h,繼續加熱進行回火；高溫回火升溫至720℃，保溫6h後按照10℃/min的降溫速度逐漸冷卻至溫度110℃，出爐；

(4)淬火：將低合金鑄件輸送至真空淬火爐中，先升溫至720℃，保溫3h後，升溫至淬火溫度為860℃，保溫3h，然後空冷至室溫；

(5)退火：最後將低合金鑄件輸送至馬弗爐中先以20℃/min的升溫速率升溫至420℃，保溫6h後，升溫至退火溫度640℃，保溫8h，空冷至室溫即完成本發明的低合金鋼鑄件的熱處理工藝。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。