CN104178619A - 一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法，用于对材质为30#钢的汽车螺钉进行热处理，包括顺序进行的淬火步骤和回火步骤，所述淬火步骤包括对待处理的汽车螺钉依次进行的升温工序、保温工序和骤冷工序；所述回火步骤为将骤冷冷却得到的汽车螺钉加热至500-520℃保温不少于4h后冷却，且以上加热至500-520℃的加热升温速率不大于2℃/s，所述冷却为空冷。以上热处理工艺使得现有35#钢汽车螺钉经过热处理后表面硬度可达HRC25-28，心部韧性好，同时组织和硬度均匀性好，产品无裂纹。
Description
技术领域
本发明涉及螺钉热处理工艺领域，特别是涉及一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法。
背景技术
螺钉为汽车工业中不可或缺的连接件，汽车上广泛使用一种外形尺寸为标准件的螺钉，其材质为35#钢，硬度要求值为HRC24-29，使用最多的尺寸为M6、M8和M10。
由于以上螺钉运用于汽车上，其质量好坏直接影响乘车人员的人生安全，在生产过程中，其质量要求非常高，其中的质量要求主要包括组织硬度均匀性、是否存在裂纹等。现有技术中运用于以上螺钉的热处理工艺一般为采用820-840℃保温不少于10分钟淬火，然后进行500-550℃保温不少于4h回火，然而现有热处理工艺得到的产品出现开裂缺陷的可能性较大，同时由于螺钉本身的尺寸限制，出现漏检的可能性也较大，所以，一套切实可靠的热处理工艺是保证汽车螺钉质量的关键。
发明内容
针对上述现有技术中现有热处理工艺得到的产品出现开裂缺陷的可能性较大，一套切实可靠的热处理工艺是保证汽车螺钉质量的关键的问题，本发明提供了一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法。
针对上述问题，本发明提供的一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法通过以下技术要点来达到发明目的：一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法，用于对材质为30#钢的汽车螺钉进行热处理，包括顺序进行的淬火步骤和回火步骤，所述淬火步骤包括对待处理的汽车螺钉依次进行的升温工序、保温工序和骤冷工序，所述升温工序为将常温的汽车螺钉加热至810-820℃，保温8-10min后盐浴至760-780℃并保温3-4min，且汽车螺钉温度停留在650℃至温度上限之间的时间不多于20min，且升温过程升温速率不大于2℃/s；
所述降温工序为采用盐水对汽车螺钉进行骤冷冷却；所述回火步骤为将骤冷冷却得到的汽车螺钉加热至500-520℃保温不少于4h后冷却，且以上加热至500-520℃的加热升温速率不大于2℃/s，所述冷却为空冷。
以上工序中，对升温工序中升温速率的限定有利于减缓汽车螺钉内部热应力累积的剧烈程度，对汽车螺钉温度处于650℃以上时间的限定有利于减小螺钉脱碳层的厚度，利于汽车螺钉的总体质量，对保温时间和冷却介质的限定使得螺钉具有良好的组织、硬度均匀性。
采用盐浴对处于温度上限的汽车螺栓进行第一次冷却冷却效率高，有利于汽车螺栓的热处理效率，同时，采用810-820℃的温度使得汽车螺栓组织完全奥氏体化后降温至处于第二阶段的保温步骤，最终盐水骤冷时汽车螺钉的初始温度为第二阶段的温度，由于骤冷初始温度低和螺钉中奥氏体化完全，使得淬火完成后得到的螺钉无裂纹情况发生。
以上回火过程中通过对回火步骤温升速率的控制，有利于防止回火加热裂纹的产生，回火温度的选择有利于防止汽车螺钉中发生再结晶，回火温度、时间和冷却方式的参数选择使得汽车螺钉的心部硬度保持在HB155左右。
更进一步的技术方案为：
为进一步优化淬火质量，提升在骤冷过程中冷却液对汽车螺钉表面氧化成的清洁能力，所述盐水为浓度为7-10%的氯化钠溶液。
为进一步优化淬火质量，使得在汽车螺钉成批生产中各个螺钉的各个部分均能得到均匀的冷却速度、提高汽车螺钉在骤冷工序中的表面清洁质量，淬火步骤中还搅拌工序，所述搅拌工序与降温工序同步进行，搅拌工序为搅动汽车螺钉和盐水中的至少一个，使得降温工序中汽车螺钉与盐水发生相对运动。
为消除或削弱在淬火步骤中富集的内应力对回火步骤的影响，所述淬火步骤和回火步骤之间还包括时效处理步骤。
为保护汽车螺钉表面质量，利于螺纹工作面的光洁程度，所述冷空为在保护性气体中冷却。
本发明具有以下有益效果：
1、本工艺路线简单，对升温工序中升温速率的限定有利于减缓汽车螺钉内部热应力累积的剧烈程度，对汽车螺钉温度处于650℃以上时间的限定有利于减小螺钉脱碳层的厚度，利于汽车螺钉的总体质量，对保温时间和冷却介质的限定使得螺钉具有良好的组织、硬度均匀性。以上热处理工艺路线和工艺参数的限定，使得现有35#钢汽车螺钉经过热处理后表面硬度可达HRC25-28，同时组织和硬度均匀性好。
2、采用盐浴对处于温度上限的汽车螺栓进行第一次冷却冷却效率高，有利于汽车螺栓的热处理效率，同时，采用810-820℃的温度使得汽车螺栓组织完全奥氏体化后降温至处于第二阶段的保温步骤，最终盐水骤冷时汽车螺钉的初始温度为第二阶段的温度，由于骤冷初始温度低和螺钉中奥氏体化完全，使得淬火完成后得到的螺钉无裂纹情况发生。
3、以上回火过程中通过对回火步骤温升速率的控制，有利于防止回火加热裂纹的产生，回火温度的选择有利于防止汽车螺钉中发生再结晶，回火温度、时间和冷却方式的参数选择使得汽车螺钉的心部硬度保持在HB155左右，有利于本工艺得到的产品的韧性，以利于产品的抗冲击性能，利于产品寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。
实施例1：
一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法，用于对材质为30#钢的汽车螺钉进行热处理，包括顺序进行的淬火步骤和回火步骤，所述淬火步骤包括对待处理的汽车螺钉依次进行的升温工序、保温工序和骤冷工序，所述升温工序为将常温的汽车螺钉加热至810-820℃，保温8-10min后盐浴至760-780℃并保温3-4min，且汽车螺钉温度停留在650℃至温度上限之间的时间不多于20min，且升温过程升温速率不大于2℃/s；
所述降温工序为采用盐水对汽车螺钉进行骤冷冷却；所述回火步骤为将骤冷冷却得到的汽车螺钉加热至500-520℃保温不少于4h后冷却，且以上加热至500-520℃的加热升温速率不大于2℃/s，所述冷却为空冷。
以上工序中，对升温工序中升温速率的限定有利于减缓汽车螺钉内部热应力累积的剧烈程度，对汽车螺钉温度处于650℃以上时间的限定有利于减小螺钉脱碳层的厚度，利于汽车螺钉的总体质量，对保温时间和冷却介质的限定使得螺钉具有良好的组织、硬度均匀性。
采用盐浴对处于温度上限的汽车螺栓进行第一次冷却冷却效率高，有利于汽车螺栓的热处理效率，同时，采用810-820℃的温度使得汽车螺栓组织完全奥氏体化后降温至处于第二阶段的保温步骤，最终盐水骤冷时汽车螺钉的初始温度为第二阶段的温度，由于骤冷初始温度低和螺钉中奥氏体化完全，使得淬火完成后得到的螺钉无裂纹情况发生。
以上回火过程中通过对回火步骤温升速率的控制，有利于防止回火加热裂纹的产生，回火温度的选择有利于防止汽车螺钉中发生再结晶，回火温度、时间和冷却方式的参数选择使得汽车螺钉的心部硬度保持在HB155左右，有利于本工艺得到的产品的韧性，以利于产品的抗冲击性能，利于产品寿命。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：为进一步优化淬火质量，提升在骤冷过程中冷却液对汽车螺钉表面氧化成的清洁能力，所述盐水为浓度为7-10%的氯化钠溶液。
为进一步优化淬火质量，使得在汽车螺钉成批生产中各个螺钉的各个部分均能得到均匀的冷却速度、提高汽车螺钉在骤冷工序中的表面清洁质量，淬火步骤中还搅拌工序，所述搅拌工序与降温工序同步进行，搅拌工序为搅动汽车螺钉和盐水中的至少一个，使得降温工序中汽车螺钉与盐水发生相对运动。
为消除或削弱在淬火步骤中富集的内应力对回火步骤的影响，所述淬火步骤和回火步骤之间还包括时效处理步骤。
为保护汽车螺钉表面质量，利于螺纹工作面的光洁程度，所述冷空为在保护性气体中冷却。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法，用于对材质为30#钢的汽车螺钉进行热处理，包括顺序进行的淬火步骤和回火步骤，其特征在于，所述淬火步骤包括对待处理的汽车螺钉依次进行的升温工序、保温工序和骤冷工序，所述升温工序为将常温的汽车螺钉加热至810-820℃，保温8-10min后盐浴至760-780℃并保温3-4min，且汽车螺钉温度停留在650℃至温度上限之间的时间不多于20min，且升温过程升温速率不大于2℃/s；
所述降温工序为采用盐水对汽车螺钉进行骤冷冷却；
所述回火步骤为将骤冷冷却得到的汽车螺钉加热至500-520℃保温不少于4h后冷却，且以上加热至500-520℃的加热升温速率不大于2℃/s，所述冷却为空冷。
2.根据权利要求1所述的一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法，其特征在于，所述盐水为浓度为7-10%的氯化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法，其特征在于，淬火步骤中还搅拌工序，所述搅拌工序与降温工序同步进行，搅拌工序为搅动汽车螺钉和盐水中的至少一个，使得降温工序中汽车螺钉与盐水发生相对运动。
4.根据权利要求1所述的一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法，其特征在于，所述淬火步骤和回火步骤之间还包括时效处理步骤。
5.根据权利要求1所述的一种有利于螺钉抗冲击韧性能力的热处理方法，其特征在于，所述冷空为在保护性气体中冷却。
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