CN107828957A - 一种18CrNiMo7‑6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺 - Google Patents

一种18CrNiMo7‑6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺 Download PDF

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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/32—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni

Abstract

本发明公开一种18CrNiMo7‑6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，包括以下步骤：a、将18CrNiMo7‑6渗碳钢齿轮锻件加热至950℃～970℃，保温4.7h～5.3h；b、待保温结束后，采用空冷、水冷交替的冷却方式进行冷却；c、将冷却后的18CrNiMo7‑6渗碳钢齿轮锻件加热至660℃～680℃，保温6h～7h；d、待保温结束后，空冷至室温。本发明先将18CrNiMo7‑6渗碳钢齿轮锻件加热至950℃～970℃，保温4.7h～5.3h，然后采用空冷、水冷交替的冷却方式进行冷却，再将18CrNiMo7‑6渗碳钢齿轮锻件加热至660℃～680℃进行高温回火处理，最后空冷至室温，进而使得生产出的18CrNiMo7‑6渗碳钢齿轮锻件的金相组织为回火索氏体加少量的贝氏体，金相组织的均匀性达到1级，偏析情况明显改善，且无带状组织，大大提高了力学性能，延长了产品的使用寿命。

Description

一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺
技术领域
本发明涉及金属材料热处理领域，尤其涉及一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺。
背景技术
18CrNiMo7-6渗碳钢是一种可经受渗碳淬火使表面硬度和耐磨性提高而心部保持适当强度和韧性的钢；其被广泛用于风电、减速机、机车等行业的齿轮制造中。
现有18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮，在锻造成型后，采用等温正火处理，其生产出的锻件金相组织为铁素体加珠光体，有带状组织，大大影响18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮的力学性能和使用寿命。由此，急需解决。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，以解决现有18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮，在锻造成型后，采用等温正火处理，生产出的锻件金相组织为铁素体加珠光体，有带状组织，大大影响18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮的力学性能和使用寿命的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，包括以下步骤：
a、将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件加热至950℃～970℃，保温4.7h～5.3h；
b、待保温结束后，采用空冷、水冷交替的冷却方式进行冷却直至冷却至室温；
c、将冷却后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件加热至660℃～680℃，保温6h～7h；
d、待保温结束后，空冷至室温。
作为本发明的一种优选方案，步骤b中，待保温结束后，进行一次空冷，时间为6min～8min；待一次空冷结束后，进行一次水冷，时间为10min～12min；待一次水冷结束后，进行二次空冷，时间为4min～6min；待二次空冷结束后，进行二次水冷，时间为10min～12min；本发明中，先是进行一次空冷，保证开始时的冷却速度较为缓慢，接着进行一次水冷，一次水冷的冷却速度远远大于一次空冷的冷却速度，接着进行二次空冷，此时，由于18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件表面有水珠，因此，二次空冷的速度略大于一次空冷的速度，最后，进行二次水冷，二次水冷的冷却速度与一次水冷的冷却速度相同；通过采用上述方式，实现冷却速度的控制，并结合后续的高温回火步骤，使生产出的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件金相组织为回火索氏体加少量贝氏体。
作为本发明的一种优选方案，经热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的金相组织为回火索氏体加贝氏体的复相组织。
本发明的有益效果为，所述一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺先将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件加热至950℃～970℃，保温4.7h～5.3h，然后采用空冷、水冷交替的冷却方式进行冷却，以控制冷却速度，再将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件加热至660℃～680℃进行高温回火处理，最后空冷至室温，进而使得生产出的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的金相组织为回火索氏体加少量的贝氏体，金相组织的均匀性达到1级，偏析情况明显改善，且无带状组织，大大提高了力学性能，延长了产品的使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
实施例1
于本实施例中，一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，包括以下步骤：
a、将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件放入加热炉中，加热至950℃，保温5.3h；
b、待保温结束后，将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件从加热炉中取出，进行一次空冷，时间为6min；待一次空冷结束后，进行一次水冷，时间为10min；待一次水冷结束后，进行二次空冷，时间为4min；待二次空冷结束后，进行二次水冷，时间为10min；
c、将冷却后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件放入加热炉中，加热至660℃，保温7h；
d、待保温结束后出炉空冷至室温。
经上述热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的金相组织为回火索氏体加少量贝氏体的复相组织，金相组织的均匀性1级，偏析情况明显改善，无带状组织，相较于传统热处理后调质的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件，采用上述热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件再经调质处理后，抗拉强度可提高11％，延伸率可提高13％，冲击韧度可提高20％。
实施例2
于本实施例中，一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，包括以下步骤：
a、将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件放入加热炉中，加热至970℃，保温4.7h；
b、待保温结束后，将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件从加热炉中取出，进行一次空冷，时间为8min；待一次空冷结束后，进行一次水冷，时间为12min；待一次水冷结束后，进行二次空冷，时间为6min；待二次空冷结束后，进行二次水冷，时间为12min；
c、将冷却后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件放入加热炉中，加热至680℃，保温6h；
d、待保温结束后出炉空冷至室温。
经上述热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的金相组织为回火索氏体加少量贝氏体的复相组织，金相组织的均匀性1级，偏析情况明显改善，无带状组织，相较于传统热处理后调质的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件，采用上述热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件再经调质处理后，抗拉强度可提高9％，延伸率可提高10％，冲击韧度可提高19％。
实施例3
于本实施例中，一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，包括以下步骤：
a、将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件放入加热炉中，加热至960℃，保温5h；
b、待保温结束后，将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件从加热炉中取出，进行一次空冷，时间为7min；待一次空冷结束后，进行一次水冷，时间为11min；待一次水冷结束后，进行二次空冷，时间为5min；待二次空冷结束后，进行二次水冷，时间为11min；
c、将冷却后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件放入加热炉中，加热至670℃，保温6.5h；
d、待保温结束后出炉空冷至室温。
经上述热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的金相组织为回火索氏体加少量贝氏体的复相组织，金相组织的均匀性1级，偏析情况明显改善，无带状组织，相较于传统热处理后调质的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件，采用上述热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件再经调质处理后，抗拉强度可提高12％，延伸率可提高14％，冲击韧度可提高22％。
实施例4
于本实施例中，一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，包括以下步骤：
a、将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件放入加热炉中，加热至960℃，保温5h；
b、待保温结束后，将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件从加热炉中取出，进行一次空冷，时间为5min；待一次空冷结束后，进行一次水冷，时间为7min；待一次水冷结束后，进行二次空冷，时间为4min；待二次空冷结束后，进行二次水冷，时间为7min，待二次水冷结束后，进行三次空冷，时间为4min，待三次空冷结束后，进行三次水冷，时间为7min；
c、将冷却后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件放入加热炉中，加热至670℃，保温6.5h；
d、待保温结束后出炉空冷至室温。
经上述热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的金相组织为回火索氏体加少量贝氏体的复相组织，金相组织的均匀性1级，偏析情况明显改善，无带状组织，相较于传统热处理后调质的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件，采用上述热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件再经调质处理后，抗拉强度可提高11％，延伸率可提高13％，冲击韧度可提高21％。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (3)

1.一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、将18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件加热至950℃～970℃，保温4.7h～5.3h；
b、待保温结束后，采用空冷、水冷交替的冷却方式进行冷却直至冷却至室温；
c、将冷却后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件加热至660℃～680℃，保温6h～7h；
d、待保温结束后，空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，其特征在于：步骤b中，待保温结束后，先进行一次空冷，时间为6min～8min；待一次空冷结束后，进行一次水冷，时间为10min～12min；待一次水冷结束后，进行二次空冷，时间为4min～6min；待二次空冷结束后，进行二次水冷，时间为10min～12min。
3.根据权利要求1所述的一种18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的热处理工艺，其特征在于：经热处理工艺后的18CrNiMo7-6渗碳钢齿轮锻件的金相组织为回火索氏体加贝氏体的复相组织。
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