CN101130829A - 30CrNi3A材料等温淬火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了30CrNi3A等温淬火热处理的工艺是：淬火加热温度为(850∽900)℃，淬火加热时间为(30∽60)min，淬火冷却时间为(30∽60)min，其特征在于：为了获得硬度值为45∽48HRC的工件，其对应的等温冷却介质温度适宜区域为(240∽285)℃。本发明的等温淬火热处理的新工艺，通过提高淬火冷却介质温度，改善金相组织形态，获得下贝氏体和回火马氏体，改善零件的机械性能；使硬度值落在(45∽48)HRC机械加工易加工区内，获得良好的机械加工性能。用普通的刀具就能进行机械加工，有效降低其加工成本，进而降低该种枪械产品的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种对材料进行等温淬火的热处理工艺，尤其是对30CrNi3A材料进行等温淬火热处理的工艺。
技术背景
在枪械领域，对其中的重要零部件都要进行热处理，也包括等温淬火热处理，以改善零件的机械性能，如提高强度、提高硬度、提高冲击韧性、改善加工性能等；合理、适当的等温淬火热处理工艺参数，对零件的机械性能具有决定性的影响。
现有技术中，用于某某型号枪族产品实物零件(材料：30CrNi3A 技术规范：(45～50)HRC)采用马氏体分级淬火工艺(盐浴炉加热、硝盐浴(180～240)℃淬火冷却，硝盐炉(180～240)℃回火，组织为回火马氏体)进行热处理，热处理后硬度高且硬度平均值为：(48～50)HRC。在该硬度范围内进行钻孔、铰孔、铣螺旋面等机械加工较困难，普通刀具无法加工，需采用硬质合金钢刀具进行加工，刀具报废量大、刀具成本高，导致其加工成本显著增加；而且频繁地更换刀具使得产品加工的质量稳定性差、生产效率低。虽然能够通过提高回火温度来降低零件硬度值，但是该零件材料(30CrNi3A)存在明显第一类回火脆性，对产品寿命会造成致命缺陷，故不能通过提高回火温度来降低其硬度值以获得良好的加工性能。因此，本发明开发提供了一种30CrNi3A材料等温淬火工艺(通过提高淬火冷却介质温度，改善金相组织形态，获得下贝氏体和回火马氏体)新方法，通过适当降低其硬度，使硬度值落在(45～48)HRC机械加工易加工区内，同时满足产品零件使用性能要求。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的30CrNi3A材料分级淬火热处理工艺所获得产品硬度高且机械加工性能差的不足，提供一种对该材料进行等温淬火热处理的新工艺。
本发明的30CrNi3A等温淬火热处理的工艺是：淬火加热温度为(850∽900)℃，淬火加热时间为(30∽60)min，淬火冷却时间为(30∽60)min，其特征在于：为了获得硬度值为45∽48HRC的工件，其对应的等温冷却介质温度适宜区域为(240∽285)℃。
等温冷却介质温度最佳优化范围为(275∽280)℃。
本发明的等温淬火热处理的新工艺，相对于现有技术，具有如下特点：
1、通过提高淬火冷却介质温度，改善金相组织形态，获得下贝氏体和回火马氏体，改善零件的机械性能；
2、使硬度值落在(45∽48)HRC机械加工易加工区内，获得良好的机械加工性能。
3、用普通的刀具就能进行机械加工，有效降低其加工成本，进而降低该种枪械产品的成本。
具体实施方式
本发明的30CrNi3A等温淬火热处理的工艺，为了获得硬度值为45∽48HRC的工件，其对应的等温冷却介质温度适宜区域为(240∽285)℃；最佳优化区域为(275∽280)℃；淬火加热温度、淬火加热时间和淬火冷却时间与现有技术中的相关参数相同或基本相同；如淬火加热温度为(850∽900)℃，淬火加热时间为(30∽60)min，淬火冷却时间为(30∽60)min，淬火冷却介质为常规的硝盐浴、油等
在淬火加热温度、淬火加热时间和淬火冷却时间固定且保证30CrNi3A材料淬火加热完全奥氏体化的情况下，淬火冷却介质在240∽305℃范围内每隔5℃进行一次等温试验，并测试硬度值。
1、淬火加热设备：35KW井式电炉
淬火加热温度：890℃
淬火加热时间：40min
淬火冷却时间：40min
淬火冷却介质温度：初步确定为240∽305℃范围内每隔5℃进行一次等温试验。
2、试验数据及结果，见表1所示：
表1试验工艺参数及结果
| 序号 | 淬火温度(℃) | 淬火时间(min) | 冷却温度(℃) | 冷却时间(min) | 硬度(HRC) | 硬度平均值(HRC) | |||||
| a1 | a2 | a3 | b1 | b2 | b3 | ||||||
| 1 | 890 | 40 | 240 | 40 | 48 | 47.5 | 49 | 47.5 | 47.5 | 47 | 47.7500 |
| 2 | 890 | 40 | 245 | 40 | 48 | 47.5 | 47.5 | 47 | 47 | 48 | 47.5000 |
| 3 | 890 | 40 | 250 | 40 | 48 | 47.5 | 46 | 47.5 | 48.5 | 48.5 | 47.6667 |
| 4 | 890 | 40 | 255 | 40 | 47.5 | 47.5 | 47.5 | 47.5 | 46.5 | 47.5 | 47.3333 |
| 5 | 890 | 40 | 260 | 40 | 48.5 | 46 | 46.5 | 46 | 48 | 48 | 47.1667 |
| 6 | 890 | 40 | 265 | 40 | 48 | 46 | 47 | 47 | 47.5 | 46 | 46.9167 |
| 7 | 890 | 40 | 270 | 40 | 48 | 48 | 47 | 46.5 | 46 | 48.5 | 47.3333 |
| 8 | 890 | 40 | 275 | 40 | 47.5 | 46.5 | 47.5 | 46 | 46 | 46 | 46.5833 |
| 9 | 890 | 40 | 280 | 40 | 48 | 47.5 | 46.5 | 46 | 47.5 | 46.5 | 47.0000 |
| 10 | 890 | 40 | 285 | 40 | 47 | 47 | 46 | 47 | 47.5 | 47.5 | 47.0000 |
| 11 | 890 | 40 | 290 | 40 | 45 | 43.5 | 42.5 | 45 | 43.5 | 44 | 43.9167 |
| 12 | 890 | 40 | 295 | 40 | 43.5 | 43.5 | 43 | 45 | 44 | 46 | 44.1667 |
| 13 | 890 | 40 | 300 | 40 | 44.5 | 42 | 43 | 43 | 43.5 | 44 | 43.3333 |
3、根据试验结果，运用MINITAB软件中的回归分析工具建立回归方程
Y＝47.694-0.00192*(T-252.94)2
其中Y代表硬度值，T代表淬火冷却介质的温度。
根据(45∽48)HRC上下预测区间的界限可求出淬火冷却介质温度的变化范围是：(275.715∽279.857)℃。
本发明通过XXX型号枪族产品实物零件(材料：30CrNi3A技术规范：45∽50HRC)按下面实例进一步进行验证和产品性能试验：
实施例一：
1.1热处理工艺参数：
淬火加热设备：35KW井式电炉
淬火加热温度：890℃，淬火加热时间：40min
淬火冷却介质温度：240℃，淬火冷却时间：40min
1.2硬度值(测试6件零件硬度值HRC)：
47.0、48.0、48.0、47.0、47.5、48.0
硬度平均值：47.6667HRC
实施例二：
2.1热处理工艺参数：
淬火加热设备：35KW井式电炉
淬火加热温度：890℃，淬火加热时间：40min
淬火冷却介质温度：260℃，淬火冷却时间：40min
2.2硬度值(测试6件零件硬度值HRC)：
47.0、47.0、45.5、47.5、47.5、47.0
硬度平均值：46.9167HRC
实施例三：
3.1热处理工艺参数：
淬火加热设备：35KW井式电炉
淬火加热温度：890℃，淬火加热时间：40min
淬火冷却介质温度：280℃，淬火冷却时间：40min
3.2硬度值(测试6件零件硬度值)：45.5、46.5、45.0、45.5、46.0、46.0
硬度平均值：45.7500HRC
经过产品共计10000次(常温、低温)寿命试验、勤务使用强度试验及跌落性能试验。试验结束时，对XXX型号枪族产品实物零件进行磁化探伤未发现裂纹，满足产品设计寿命要求。
Claims (3)
1.30CrNi3A等温淬火工艺，淬火加热温度为850∽900℃，淬火加热时间为30∽60min，淬火冷却时间为30∽60min，其特征在于：硬度值45∽48HRC对应的等温冷却介质温度范围为240∽285℃。
2.根据权利要求1所述的30CrNi3A材料等温淬火工艺，其特征在于：等温冷却介质温度优化范围为275∽280℃。
3.根据权利要求1或2所述的30CrNi3A等温淬火工艺，其特征在于：所述的淬火加热温度为890℃，淬火加热时间为40min，淬火冷却时间为40min。
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| CN 200610095061 CN101130829B (zh) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | 30CrNi3A材料等温淬火工艺 |
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| CN 200610095061 CN101130829B (zh) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | 30CrNi3A材料等温淬火工艺 |
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| CN101130829A true CN101130829A (zh) | 2008-02-27 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103131838A (zh) * | 2013-03-20 | 2013-06-05 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 焊接硬质合金刀片类刀具的焊接热处理工艺 |
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