CN100371466C - 一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冷挤钢材的渗碳淬火热处理工艺。它的特征在于：1)进炉温度950℃—990℃；2)加热速度30℃/分—50℃/分；3)加热保温温度920℃-980℃；4)强渗保温时间3—11小时；5)扩散保温时间2—9小时；6)降温速度30℃/时—60℃/小时；7)淬火温度820℃—880℃；8)强渗碳势为0.95—1.2C%；9)扩散碳势为0.7—0.9C%。它具有较为简单，成本较低，冷挤钢材渗碳直接淬火后就能得到细于5级(晶粒度)金相组织，处理后的钢材冲击韧性、断裂韧性及塑性较高，抗拉强度和静扭强度较好等特点。

Description

一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺
技术领域
本发明涉及一种钢材的热处理，特别是涉及一种冷挤钢材的渗碳淬火热处理工艺。
背景技术
钢材粗晶(金相组织粗于4级(晶粒度))的存在，一般会对机械性能产生不利的影响，使钢材的冲击韧性、断裂韧性及塑性降低，另外还有可能会降低材料的抗拉强度，静扭强度等。目前均认为：钢材冷挤后，只要钢材的变形量达到临界变形量，当加热温度高于钢材的形变再结晶温度(一般600℃左右)，无论采取什么措施，晶粒均要异常长大；而且是加热温度越高，晶粒越粗。目前传统的一些热处理方法均采用一到二次重新淬火。
如名为一种低碳低合金钢材的双相热处理方法(专利号：88104276)的专利申请，它是把感应加热淬火和接触电加热淬火热处理方法用于低碳低合金钢钢材进行连续的或整体的双相区淬火热处理，以得到有铁素体和马氏体双相组织的细晶粒双相钢材。但二次重新淬火热处理工艺存在着工艺较为复杂和成本较高等问题。
发明内容
本发明解决了现有技术所存在的二次重新淬火热处理工艺存在着工艺较为复杂和成本较高等问题，提供了一种工艺较为简单，成本较低，冷挤钢材渗碳直接淬火后就能得到细于5级(晶粒度)金相组织，处理后的钢材冲击韧性、断裂韧性及塑性较高，抗拉强度和静扭强度较好的冷挤钢材渗碳淬火工艺。
为解决上述技术目的，本发明公开的冷挤钢材的渗碳淬火工艺包括：1)进炉温度950℃-990℃；2)加热速度30℃/分-50℃/分；3)加热保温温度920℃-980℃；4)强渗保温时间3-11小时；5)扩散保温时间2-9小时；6)降温速度30℃/时-60℃/小时；7)淬火温度820℃-880℃；8)强渗碳势为0.95-1.2℃％；9)扩散碳势为0.7-0.9C％。其中，进炉温度指工件放入炉体前的炉内温度；加热保温温度指工件以常温放入炉体后工件受加热所达到的保温温度。以本发明技术方案提供的加热速度加热钢材，能阻止钢材当加热温度高于钢材的形变再结晶温度时晶粒的异常长大，消除粗晶带来的不良影响，控制或抑制粗晶的形成，使冷挤钢材渗碳直接淬火后就能得到细于5级(晶粒度)的金相组织，工艺较为简单，降低了加工成本。
作为优选，所述的进炉温度为950℃-980℃；所述的加热速度为30℃/分-45℃/分；所述的加热保温温度为930℃-960℃；所述的强渗保温时间为5-9小时；所述的扩散保温时间为3-7小时；所述的降温速度为40℃/时-50℃/小时；所述的淬火温度840℃-860℃；所述的强渗碳势为0.95-1.05C％；所述的扩散碳势为0.75-0.85C％。
因此，本发明具有工艺较为简单，成本较低，冷挤钢材渗碳直接淬火后就能得到细于5级(晶粒度)金相组织，处理后的钢材冲击韧性、断裂韧性及塑性较高，抗拉强度和静扭强度较好等特点。以本发明技术方案提供的加热速度加热钢材，能阻止钢材当加热温度高于钢材的形变再结晶温度时晶粒的异常长大，消除粗晶带来的不良影响，控制或抑制粗晶的形成，使冷挤钢材渗碳直接淬火后就能得到细于5级(晶粒度)的金相组织，工艺较为简单，降低了加工成本。
附图说明
附图1是本发明冷挤形变宏观照片，中间为临界变形区；
附图2是一种变形区金相照片(150×)；
附图3是另一种变形区金相照片(150×)；
附图4是原渗碳淬火工艺宏观照片，中间为异常长大区；
附图5是原渗碳直接淬火工艺异常长大区金相照片(1000×)；
附图6是本发明渗碳淬火工艺宏观照片；
附图7是本发明渗碳淬火工艺异常长大区金相照片(1000×)。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：将冷挤钢材制成的工件放入炉内温度为950℃的气体渗碳炉，以40℃/分的加热速度将工件加热到950℃，强渗碳势为0.95C％，在炉内保温5小时后，碳势降为0.8C％，再在炉内保温5小时后，以45℃/小时的速度降温至850℃后采用机油淬火处理，即可得到细于5级(晶粒度)金相组织(如图6和图7所示)。
实施例2：将冷挤钢材制成的工件放入炉内温度为970℃的气体渗碳炉，以30℃/分的加热速度将工件加热到940℃，强渗碳势为1.05℃％，在炉内保温3小时后，碳势降为0.75C％，再在炉内保温2小时后以30℃/小时的速度降温至820℃后采用机油淬火处理，即可得到细于5级(晶粒度)金相组织(如图6和图7所示)。
实施例3：将冷挤钢材制成的工件放入炉内温度为990℃的气体渗碳炉，以50℃/分的加热速度将工件加热到930℃，强渗碳势为1.1C％，在炉内保温10小时后，碳势降为0.8C％，再在炉内保温8小时后以60℃/小时的速度降温至880℃后采用机油淬火处理，即可得到细于5级(晶粒度)金相组织(如图6和图7所示)。
实施例4：将冷挤钢材制成的工件放入炉内温度为960℃的气体渗碳炉，以35℃/分的加热速度将工件加热到940℃，强渗碳势为0.95C％，在炉内保温4小时后，碳势降为0.8C％，再在炉内保温3小时后以40℃/小时的速度降温至840℃后采用机油淬火处理，即可得到细于5级(晶粒度)金相组织(如图6和图7所示)。
实施例5：将冷挤钢材制成的工件放入炉内温度为980℃的气体渗碳炉，以45℃/分的加热速度将工件加热到925℃，强渗碳势为1.0C％，在炉内保温7小时后，碳势降为0.85C％，再在炉内保温5小时后，以50℃/小时的速度降温至860℃后采用机油淬火处理，即可得到细于5级(晶粒度)金相组织(如图6和图7所示)。
实施例6：将冷挤钢材制成的工件放入炉内温度为980℃的气体渗碳炉，以30℃/分的加热速度将工件加热到920℃，强渗碳势为1.2℃％，在炉内保温11小时后，碳势降为0.7℃％，再在炉内保温9小时后，以50℃/小时的速度降温至860℃后采用机油淬火处理，即可得到细于5级(晶粒度)金相组织(如图6和图7所示)。
实施例7：将冷挤钢材制成的工件放入炉内温度为980℃的气体渗碳炉，以45℃/分的加热速度将工件加热到960℃，强渗碳势为1.0C％，在炉内保温9小时后，碳势降为0.9C％，再在炉内保温5小时后，以60℃/小时的速度降温至860℃后采用机油淬火处理，即可得到细于5级(晶粒度)金相组织(如图6和图7所示)。

Claims (10)

1.一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于：1)进气体渗碳炉温度950℃-990℃；2)加热速度30℃/分-50℃/分；3)加热保温温度920℃-980℃；4)强渗保温时间3-11小时；5)扩散保温时间2-9小时；6)降温速度30℃/时-60℃/小时；7)机油淬火温度820℃-880℃；8)强渗碳势为0.95-1.2C％；9)扩散碳势为0.7-0.9C％，经处理后冷挤钢材的晶粒度细于5级。
2.根据权利要求1所述的一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于所述的进炉温度为950℃-980℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于所述的加热速度为30℃/分-45℃/分。
4.根据权利要求1或2所述的一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于所述的加热保温温度为930℃-960℃。
5.根据权利要求1或2所述的一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于所述的强渗保温时间为5-9小时。
6.根据权利要求1或2所述的一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于所述的扩散保温时间为3-7小时。
7.根据权利要求1或2所述的一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于所述的降温速度为40℃/时-50℃/小时。
8.根据权利要求1或2所述的一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于所述的淬火温度840℃-860℃。
9.根据权利要求1或2所述的一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于所述的强渗碳势为0.95-1.05C％。
10.根据权利要求1或2所述的一种冷挤钢材的渗碳淬火工艺，其特征在于所述的扩散碳势为0.75-0.85C％。
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