CN108707727A - 42CrMo圆钢热处理工艺 - Google Patents

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吕海琴
李旭军
祁小晶
武凯
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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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering

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Abstract

一种42CrMo圆钢热处理工艺，属于金属热处理技术领域；基于现有井式燃气炉生产线，包括以下内容：零件在井式燃气炉加热过程中要垂直吊装，且每个零件间间隙在80mm以上；在满足零件技术要求的前提下采用较低淬火温度并持续保温一定时间后淬火，以降低淬火冷却过程中的热应力；通过降低冷却过程中空冷时间、增加水冷时间来增加淬硬层深度，以满足冲击功性能要求；根据材料化学成分按现有工艺选择合适的回火温度进行回火。对比现有技术，本发明有效解决了批量零件加工时采用传统热处理方法后力学性能不合格的质量问题，适合φ90～120，长度为4‑7米，材料为中碳钢、中合金钢的调质，目前该工艺应用于生产，大大提高了生产效率，降低了企业生产成本。

Description

42CrMo圆钢热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种圆钢热处理工艺，特别涉及一种42CrMo圆钢热处理工艺，属于金属热处理技术领域。
背景技术
随着机械行业技术发展的日新月异，机械零件中零件的力学性能要求不断提高，硬度、强度和韧性的要求都非常严格。现有42CrMo圆钢调质处理，采用井式燃气炉淬火与回火，此种方法的优点是零件在炉中加热均匀，变形小，生产效率高，工艺过程易于实现批量生产。但实际生产过程中发现采用这种方法进行批量生产会出现力学性能不合格现象，力学性能不合格的零件数目占总数的76％，合格率较低。
因此，如何利用热处理现场现有的井式燃气炉设备，研究热处理工艺，解决42CrMo钢力学性能不合格的热处理问题已成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决使用现有的井式燃气炉设备进行42CrMo圆钢热处理时出现的批量生产合格率较低现象，提出一种42CrMo圆钢热处理工艺。
本发明的原理是通过改进现有工艺流程内容提高产品的力学性能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种42CrMo圆钢热处理工艺，基于现有井式燃气炉生产线，包括以下内容：
1、零件在井式燃气炉加热过程中要垂直吊装，且每个零件间间隙在80mm 以上；
2、在满足零件技术要求的前提下采用较低淬火温度并持续保温一定时间后淬火，以降低淬火冷却过程中的热应力；
3、通过降低冷却过程中空冷时间、增加水冷时间来增加淬硬层深度，以满足冲击功性能要求；
4、根据材料化学成分按现有工艺选择合适的回火温度进行回火。
作为优选，步骤1所述零件间间隙对于规格为φ125的42CrMo圆钢，间隙设为80～100mm。
作为优选，步骤2所述采用较低淬火温度并持续保温一定时间对于规格为φ125的42CrMo圆钢，为1小时降至800℃，保温1小时。
作为优选，步骤3所述降低冷却过程中空冷时间、增加水冷时间为空冷120 秒，水冷90秒，水冷的温度范围为20～40℃。
作为优选，步骤4所述根据材料化学成分按现有工艺选择合适的回火温度，对于42CrMo材料化学成分含碳量0.38～0.42％时，选回火温度范围为570～ 590℃；含碳量0.42～0.45％时，选回火温度范围为590～610℃。
有益效果
对比现有技术，本发明有效解决了批量零件加工时采用传统热处理方法后力学性能不合格的质量问题，适合φ90～120，长度为4-7米，材料为中碳钢、中合金钢的调质，目前该工艺应用于生产，大大提高了生产效率，降低了企业生产成本，提高了企业市场竞争力。
附图说明
图1为现有42CrMo圆钢热处理工艺示意图；
图2为本发明42CrMo圆钢热处理工艺示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
名称：圆钢，材料：42CrMo，规格：φ125×4780，技术要求见下表：
屈服强度 抗拉强度 延伸率 冲击功 硬度
≥600MPa ≥900MPa ≥15％ ≥25J 250-300HB
生产流程：毛坯投料规格φ125×4780——调质热处理——机加成型φ114×4780——交验。
传统的调质热处理过程如图1所示，
淬火工艺：3小时升温至850±10℃，保温3小时，冷却方法为空中预冷120 秒-水(20～40℃)冷90秒-油(≤75℃)冷。
回火工艺：2小时升温至590±20℃，保温6小时，冷却方法为空冷。
传统工艺存在的问题：
1、采用常规温度850±10℃淬火，淬火方法空中预冷120秒-水(20～40℃) 冷90秒-油(≤75℃)冷。淬火温度高，水冷时间短，淬硬层深度浅，冲击功性能指标不易合格。
2、回火温度只定了范围，没有进一步细化，拉伸性能指标不易合格。
采用本发明一种42CrMo圆钢热处理工艺进行调质热处理的过程如图2所示，具体如下：
1、零件在井式燃气炉加热过程中要垂直吊装，且每个圆钢零件之间保持 80～100mm的距离；这样既能保证零件加热均匀，又能最大化同一批次零件装容量；
2、制定正确的热处理工艺：
淬火工艺：3小时升温至850±10℃，保温3小时，1小时降至800℃，保温1小时，冷却方法为空中预冷60秒-水(20～40℃)冷120秒-油(≤75℃) 冷。
回火工艺：2小时升温至590±20℃，保温6小时，冷却方法为空冷。
改进工艺亮点：
1、采用较低淬火温度并持续保温一定时间后淬火，850±10℃，保温3小时，1小时降至800℃，保温1小时，以降低淬火冷却过程中的热应力；淬火方法为空中预冷60秒-水(20～40℃)冷120秒-油(≤75℃)冷，从而增加淬硬层深度，满足冲击功性能要求。
2、根据转子零件规格与技术要求，选取合适的回火温度，42CrMo材料化学成分含碳量0.38～0.42％，选回火温度范围为570～590℃；含碳量0.42～ 0.45％，选回火温度范围为590～610℃，满足拉伸性能要求。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种42CrMo圆钢热处理工艺，基于现有井式燃气炉生产线，其特征在于：包括以下内容：
(1)零件在井式燃气炉加热过程中要垂直吊装，且每个零件间间隙在80mm以上；
(2)在满足零件技术要求的前提下采用较低淬火温度并持续保温一定时间后淬火，以降低淬火冷却过程中的热应力；
(3)通过降低冷却过程中空冷时间、增加水冷时间来增加淬硬层深度，以满足冲击功性能要求；
(4)根据材料化学成分按现有工艺选择合适的回火温度进行回火。
2.根据权利要求1所述的一种42CrMo圆钢热处理工艺，其特征在于：所述零件间间隙对于规格为φ125的42CrMo圆钢，间隙设为80～100mm。
3.根据权利要求1所述的一种42CrMo圆钢热处理工艺，其特征在于：所述采用较低淬火温度并持续保温一定时间对于规格为φ125的42CrMo圆钢，为1小时降至800℃，保温1小时。
4.根据权利要求1所述的一种42CrMo圆钢热处理工艺，其特征在于：所述降低冷却过程中空冷时间、增加水冷时间为空冷120秒，水冷90秒，水冷的温度范围为20～40℃。
5.根据权利要求1所述的一种42CrMo圆钢热处理工艺，其特征在于：所述根据材料化学成分按现有工艺选择合适的回火温度，对于42CrMo材料化学成分含碳量0.38～0.42％时，选回火温度范围为570～590℃；含碳量0.42～0.45％时，选回火温度范围为590～610℃。
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