大型碳素鋼軸類鍛件超常規性能熱處理工藝的製作方法

2023-05-23 10:04:26

專利名稱：大型碳素鋼軸類鍛件超常規性能熱處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱處理工藝，具體地說是一種大型碳素鋼軸類鍛件超常規熱處 理工藝，屬於機械加工領域。
背景技術：
金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，並在此溫度中 保持一定時間後，又以不同速度冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的組織結構來控制 其性能的一種工藝。金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般 不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件 表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一 般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料 和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材 料，鋼鐵顯微組織複雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的 主要內容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和 化學性能，以獲得不同的使用性能。作為機械鍛件的常用鋼種，碳素鋼有其很明顯的優點，原材料價格便宜，強度 和硬度容易達到設計要求。但隨著使用要求和設計要求的不斷提高，對碳素鋼拖輪軸鍛 件的衝擊韌性也有了更高的要求，甚至大於國家機械行業標準JB/T9178.1-1999《水壓 機上自由鍛件通用技術條件》中的要求，常規的調質處理能夠滿足強度及硬度的設計要 求，卻對較高的衝擊韌性有些困難(普通碳素鋼的大型鍛件，衝擊韌性是個瓶頸)。常 規調質(淬火+高溫回火)工藝，組織為鐵素體組織和珠光體組織，以珠光體組織為主， 組織較為不均勻，且現有工藝無法較好的控制淬火冷卻過程中的晶間析出和晶粒度的細 化，使衝擊韌性無法較高提升，導致材料無法突破瓶頸。

發明內容
為了解決上述問題，本發明設計了一種針對碳素鋼軸類鍛件的超常規熱處理工 藝，通過常規淬火處理得到所需組織準備，保證強度的前提下，再通過亞溫淬火處理的 不完全奧氏體化特性，減少晶間析出物並細化晶粒，改善組織、提高機械性能。使普通 碳素鋼突破瓶頸，得到較高的衝擊韌性。本發明的技術方案為碳素鋼軸類鍛件超常規熱處理工藝，具體步驟如下
(1)淬火處理按功率升溫至650°C，保溫3小時後，按動0°C/小時的速度升溫 至860士 10°C，均溫、保溫6小時後，水冷20分鐘、油冷30分鐘；
(2)亞溫淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時後，按動0°C/小時的速度升溫 至780士 10°C，均溫、保溫6小時後，水冷20分鐘、油冷30分鐘；
3(3)回火按功率升溫至350°C，保溫3小時後，按動0°C /小時的速度升溫至 570士 10°C，均溫、保溫12小時後，爐冷。本發明的優點在於通過常規淬火處理得到所需組織準備，保證強度的前提 下，再通過亞溫淬火處理的不完全奧氏體化特性，減少晶間析出物並細化晶粒，改善組 織、提高機械性能。使普通碳素鋼突破瓶頸，得到較高的衝擊韌性。


圖1為本發明實施例的工藝流程圖。
具體實施例方式以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅 用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。本工藝過程中使用設備情況如下
(1)鍛件加熱保溫800KW臺車式電阻爐；
(2)鍛件吊裝主勾承載32T的行車；
(3)鍛件冷卻容積為132噸的水槽、合成淬火液槽各一。如圖1所示，鋼軸類鍛件熱處理工藝，具體步驟如下
(1)淬火處理按功率升溫至650°C，保溫3小時後，按動0°C/小時的速度升溫 至860士 10°C，均溫、保溫6小時後，水冷20分鐘、油冷30分鐘；
(2)亞溫淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時後，按動0°C/小時的速度升溫 至780士 10°C，均溫、保溫6小時後，水冷20分鐘、油冷30分鐘；
(3)回火按功率升溫至350°C，保溫3小時後，按動0°C/小時的速度升溫至 570士 10°C，均溫、保溫12小時後，爐冷。本發明的工藝所生產產品為45#鋼拖輪軸鍛件，是由成都建築材料工業設計 研究院設計的，在Φ 4.8 X 72M迴轉窯上使用。拖輪軸尺寸為Φ 750*3180及Φ 680*2850 等共30件，毛坯重量11880KG及8710KG。其設計中衝擊韌性大於國家機械行業標準 JB/T9178.1-1999《水壓機上自由鍛件通用技術條件》中的要求。最後應說明的是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。
權利要求
1.大型碳素鋼軸類鍛件超常規性能熱處理工藝，其特徵在於包括如下步驟(1)淬火處理按功率升溫至650°C，保溫3小時後，按動0°C/小時的速度升溫 至860士 10°C，均溫、保溫6小時後，水冷20分鐘、油冷30分鐘；(2)亞溫淬火按功率升溫至650°C，保溫3小時後，按動0°C/小時的速度升溫 至780士 10°C，均溫、保溫6小時後，水冷20分鐘、油冷30分鐘；(3)回火按功率升溫至350°C，保溫3小時後，按動0°C/小時的速度升溫至 570士 10°C，均溫、保溫12小時後，爐冷。
全文摘要
本發明公開了大型鍛件中，碳素鋼軸類鍛件超常規熱處理工藝，包括常規淬火處理、亞溫淬火、回火三步。亞溫淬火採用了不完全奧氏體化，目的是減少晶間析出物和細化晶粒，從實際效果來講，目的達到了。其中的一個細節必須要注意，亞溫的上限溫度一定不能超過Ac3。本發明的優點在於通過常規淬火處理得到所需組織準備，保證強度的前提下，再通過亞溫淬火處理的不完全奧氏體化特性，減少晶間析出物並細化晶粒，改善組織、提高機械性能。使普通碳素鋼突破瓶頸，得到較高的衝擊韌性。
文檔編號C21D9/28GK102021305SQ20101057558
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者鄧軍 申請人:無錫宏達重型鍛壓有限公司