CN108998643B - 一种改善柔轮原材料带状组织的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及谐波减速器领域，尤其是涉及一种改善柔轮原材料带状组织的方法，采用自由锻、一次等温正火和二次等温正火的工艺对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行改善，具体包括以下步骤：a、筛选带状组织严重的材料；b、将筛选出的材料进行加热；c、将材料进行自由锻；d、将材料放入加热炉中进行第一次加热并保温；e、炉冷却至650℃并保温；f、将材料取出并置于空气中冷却至常温；g、将材料放入加热炉进行第二次加热；h、炉冷却至650℃并保温；i、将材料取出并置于空气中冷却至常温，本发明改善了带状组织，加快时间进度，避免了退料换货造成的时间浪费，自由锻和等温正火成本价格低廉，与扩散退火相比，大幅度地节省了加工成本。

Description

一种改善柔轮原材料带状组织的方法
技术领域
本发明涉及谐波减速器领域，尤其是涉及一种改善柔轮原材料带状组织的方法。
背景技术
带状组织是钢材内部缺陷之一，出现在热轧低碳结构钢显微组织中，沿轧制方向平行排列、成层状分布、形同条带的铁素体晶粒与珠光体晶粒，这是由于钢材在热轧后的冷却过程中发生相变时铁素体优先在由枝晶偏析和非金属夹杂延伸而成的条带中形成，导致铁素体形成条带，铁素体条带之间为珠光体，两者相间成层分布，而原材料带状组织会使金属的力学性能呈各项异性，沿带状组织的方向明显优于其垂直方向。对后续成品柔轮的机械性能有很多的影响；
当购买材料等待了一段购料周期后，发现原材料存在有带状组织偏差，应对的方法只有2种：
(1)退料，拒收；
(2)扩散退火：扩散退火的加工工艺为：将炉内温度加热至 1080℃并保温13h 后，切断能源，将材料置于炉内冷却，此种加工工艺会造成很严重的脱碳层，需采用真空炉或气氛炉进行加热，该加工工艺成本过高，适用于小批量改善，甚至高于原材料成本。
因此，为了解决上述问题而提供一种改善柔轮原材料带状组织的方法。
发明内容
本发明为了解决上述问题而提供的一种改善柔轮原材料带状组织的方法采用自由锻、一次等温正火和二次等温正火的工艺对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行改善，具体包括以下步骤：
步骤一，对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行自由锻，包括以下步骤：
a、从柔轮原材料中将带状组织严重的材料筛选出来；
b、将筛选出来的材料进行始锻加热，始锻加热的加热温度为 1000℃-1050℃；
c、将始锻加热后的材料放入平砧或芯棒中进行自由锻，自由锻完成后并进行终锻加热，终锻加热的加热温度为1000℃-1050℃；
步骤二，对完成步骤一后的材料进行一次等温正火，包括以下步骤：
d、将完成步骤一后的材料放入加热炉中进行第一次加热后进行第一次保温，第一次加热的温度为750℃-790℃，第一次保温的时间为20-40min；
e、第一次保温结束后，将加热炉冷却至630℃-670℃并进行第二次保温，第二次保温的时间为2.5-3.5h；
f、第二次保温结束后，将材料取出并置于空气中冷却至常温；
步骤三，对步骤二后的材料进行二次等温正火，包括以下步骤：
g、将完成步骤二的材料置于加热炉加热进行第二次加热后进行第三次保温，第二次加热的温度为780℃-820℃，第三次保温的时间为20-40min；
h、第三次保温结束后，将加热炉冷却至630℃-670℃并进行第四次保温，第四次保温的时间为2.5-3.5h；
i、第四次保温结束后，将材料取出并置于空气中，冷却至常温。
进一步的，在步骤c中，自由锻采用拔长的方式，自由锻的锻造比为1.8-2.2。
优选地，一种改善柔轮原材料带状组织的方法，采用自由锻、一次等温正火和二次等温正火的工艺对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行改善，具体包括以下步骤：
步骤一，对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行自由锻，包括以下步骤：
a、从柔轮原材料中将带状组织严重的材料筛选出来；
b、将筛选出来的材料进行始锻加热，始锻加热的温度为1050℃；
c、将始锻加热后的材料放入平砧或芯棒中进行自由锻，自由锻的锻造比为2.0,自由锻完成后将进行终锻加热，终锻加热的温度为 1000℃；
步骤二，对完成步骤一后的材料进行一次等温正火，包括以下步骤：
d、将完成步骤一后的材料放入加热炉中进行第一次加热后进行第一次保温，第一次加热的温度为770℃，第一次保温的时间为 30min；
e、第一次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第二次保温，第二次保温时间为3h；
f、第二次保温结束后，将材料取出并置于空气中冷却至常温；
步骤三，对步骤二后的材料进行二次等温正火，包括以下步骤：
g、将完成步骤二的材料置于加热炉加热进行第二次加热后进行第三次保温，第二次加热的温度为800℃，第三次保温的时间为30min；
h、第三次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第四次保温，第四次保温的时间为3h；
i、第四次保温结束后，将材料取出并置于空气中，冷却至常温。
本发明的有益效果在于：上述的一种改善柔轮原材料带状组织的方法，可改善带状组织，加快时间进度，避免了退料换货造成的时间浪费，自由锻和等温正火成本价格低廉与扩散退火相比，大大地节省了加工成本。
附图说明
图1为本发明涉及的一种改善柔轮原材料带状组织的方法的流程示意图。
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。
如图1所示，本发明为了解决上述问题而提供的一种改善柔轮原材料带状组织的方法，采用自由锻、一次等温正火和二次等温正火的工艺对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行改善，具体包括以下步骤：
步骤一，对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行自由锻，包括以下步骤：
a、从柔轮原材料中将带状组织严重的材料筛选出来；
b、将筛选出来的材料进行始锻加热，加热温度为1000℃ -1050℃；
c、将始锻加热后的材料放入平砧或芯棒中进行自由锻，自由锻完成后将终锻加热的温度控制在1000℃-1050℃；自由锻采用拔长的方式，拉伸带状组织严重的材料并打散其内部的晶粒组织，破坏带状组织，自由锻的锻造比为1.8-2.2。
步骤二，对完成步骤一后的材料进行一次等温正火，包括以下步骤：
d、将完成步骤一后的材料放入加热炉中进行第一次加热并第一次保温，第一次加热的温度为770℃；第一次保温时间为30min；
e、第一次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第二次保温，保温时间为3h；
f、第二次保温结束后，将材料取出并置于空气中冷却至常温；
步骤三，对步骤二后的材料进行二次等温正火，包括以下步骤：
g、将完成步骤二的材料置于加热炉加热进行第二次加热并第三次保温，加热的温度为800℃，第三次保温时间为30min；
h、第三次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第四次保温，第四次保温时间为3h；
i、第四次保温结束后，将材料取出并置于空气中，冷却至常温。
[实施例1]
在本实施例中，一种改善柔轮原材料带状组织的方法，包括以下步骤：
步骤一，对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行自由锻，包括以下步骤：
a、从柔轮原材料中将带状组织严重的材料筛选出来；
b、将筛选出来的材料进行始锻加热，始锻加热的温度为1050℃；
c、将始锻加热后的材料放入平砧或芯棒中进行自由锻，自由锻的锻造比为2.0,自由锻完成后将进行终锻加热，终锻加热的温度为 1000℃；
步骤二，对完成步骤一后的材料进行一次等温正火，包括以下步骤：
d、将完成步骤一后的材料放入加热炉中进行第一次加热后进行第一次保温，第一次加热的温度为770℃，第一次保温的时间为 30min；
e、第一次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第二次保温，第二次保温时间为3h；
f、第二次保温结束后，将材料取出并置于空气中冷却至常温；
步骤三，对步骤二后的材料进行二次等温正火，包括以下步骤：
g、将完成步骤二的材料置于加热炉加热进行第二次加热后进行第三次保温，第二次加热的温度为800℃，第三次保温的时间为 30min；
h、第三次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第四次保温，第四次保温的时间为3h；
i、第四次保温结束后，将材料取出并置于空气中，冷却至常温。
根据GB/T34474.1钢中带状组织的评定，原材料中严重的带状组织评定为4级，经采用上述方法处理后的材料中带状组织的等级评定为2级，偏析情况有明显改善，减轻了带状组织。
[对比例1]
在本对比例中，一种减轻柔轮原材料带状组织的方法，具体包括以下步骤：
a、将柔轮原材料中带状组织严重的材料筛选出来；
b、将筛选出来的材料放入加热炉中进行扩散退火，将炉内温度加热至1080℃并保温，保温时间为13h ；
c、保温结束后，切断炉子能源，将材料置于炉里冷却。
根据GB/T34474.1钢中带状组织的评定，原材料中严重的带状组织评定为4级，经采用上述方法处理后的材料中带状组织的等级评定为2级，偏析情况明显改善，减轻了带状组织，但是扩散退火此种加工工艺会造成很严重的脱碳层，需采用真空炉或气氛炉加热，该加工工艺成本过高，若进行小批量改善，其改善成本甚至高于原材料成本。
[对比例2]
在本对比例中，一种减轻柔轮原材料带状组织的方法，包括以下步骤：
a、从柔轮原材料中将带状组织严重的材料筛选出来；
b、将筛选出来的材料进行始锻加热，始锻加热的加热温度为 1000℃-1050℃；
c、将始锻加热后的材料放入平砧或芯棒中进行自由锻，自由锻完成后将进行终锻加热，终锻加热的加热温度为1000℃-1050℃；
d、将完成自由锻后的材料放入加热炉中进行第一次加热并第一次保温，第一次加热的温度为770℃，第一次保温时间为30min；
e、第一次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第二次保温，第二次保温时间为3h；
f、第二次保温结束后，将材料取出并置于空气中冷却至常温；
根据GB/T34474.1钢中带状组织的评定，原材料中严重的带状组织评定为4级，经采用上述方法处理后的材料中带状组织的等级评定为2-3级，偏析情况有所改善，减轻了带状组织，但是带状组织的改善情况不稳定。
[对比例3]
在本对比例中，一种减轻柔轮原材料带状组织的方法，包括以下步骤：
a、将柔轮原材料中带状组织严重的材料筛选出来；
b、将筛选出来的材料放入加热炉中进行第一次加热并第一次保温，第一次加热的温度为770℃，第一次保温时间为30min；
c、第一次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第二次保温，第二次保温时间为3h；
d、第二次保温结束后，将材料取出并置于空气中冷却至常温；
e、将一次等温正火后的材料置于加热炉加热进行第二次加热并进行第三次保温，第二次加热的温度为800℃，第三次保温时间为 30min；
f、第三次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第四次保温，第四次保温时间为3h；
g、第四次保温结束后，将材料取出并置于空气中，冷却至常温。
根据GB/T34474.1钢中带状组织的评定，原材料中严重的带状组织评定为4级，经采用上述方法处理后的材料中带状组织的等级评定为3级，偏析情况有所改善，带状组织有所减轻，但是带状组织的改善情况不明显。
根据GB/T34474.1钢中带状组织的评定，上述实施例与对比例改善前后带状等级对比如下表所示：
表1材料中带状组织改善前后的评定等级
Figure BDA0001813410940000091
Figure BDA0001813410940000101
实施例1采用本发明的方法，采用自由锻、一次等温正火和二次等温正火的方法对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行改善，将带状组织从4级改善至2级，在对比例2和对比例3中，带状组织的情况虽有所改善，但是带状组织的评定等级为2-3级，带状组织的改善情况不稳定且不明显，对比例1的带状组织的改善情况与实施例1的带状组织的评定等级均为2级，但是扩散退火此种加工工艺会造成很严重的脱碳层，需采用真空炉或气氛炉加热，该加工工艺成本过高，若用于小批量改善，其加工成本甚至高于原材料成本。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (3)

1.一种改善柔轮原材料带状组织的方法，其特征在于：采用自由锻、一次等温正火和二次等温正火的工艺对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行改善，具体包括以下步骤：
步骤一，对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行自由锻，包括以下步骤：
a、从柔轮原材料中将带状组织严重的材料筛选出来；
b、将筛选出来的材料进行始锻加热，始锻加热的加热温度为1000℃-1050℃；
c、将始锻加热后的材料放入平砧或芯棒中进行自由锻，自由锻完成后并进行终锻加热，终锻加热的加热温度为1000℃-1050℃；
步骤二，对完成步骤一后的材料进行一次等温正火，包括以下步骤：
d、将完成步骤一后的材料放入加热炉中进行第一次加热后并进行第一次保温，第一次加热的温度为750℃-790℃，第一次保温的时间为20-40min；
e、第一次保温结束后，将加热炉冷却至630℃-670℃并进行第二次保温，第二次保温的时间为2.5-3.5h ；
f、第二次保温结束后，将材料取出并置于空气中冷却至常温；
步骤三，对步骤二后的材料进行二次等温正火，包括以下步骤：
g、将完成步骤二的材料置于加热炉加热进行第二次加热后进行第三次保温，第二次加热的温度为800℃-820℃，第三次保温的时间为20-40min；
h、第三次保温结束后，将加热炉冷却至630℃-670℃并进行第四次保温，第四次保温的时间为2.5-3.5h ；
i、第四次保温结束后，将材料取出并置于空气中，冷却至常温。
2.根据权利要求1所述的一种改善柔轮原材料带状组织的方法，其特征在于：在步骤c中，自由锻采用拔长的方式，自由锻的锻造比为1.8-2.2。
3.根据权利要求2所述的一种改善柔轮原材料带状组织的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一，对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行自由锻，包括以下步骤：
a、从柔轮原材料中将带状组织严重的材料筛选出来；
b、将筛选出来的材料进行始锻加热，始锻加热的温度为1050℃；
c、将始锻加热后的材料放入平砧或芯棒中进行自由锻，自由锻的锻造比为2.0,自由锻完成后将进行终锻加热，终锻加热的温度为1000℃；
步骤二，对完成步骤一后的材料进行一次等温正火，包括以下步骤：
d、将完成步骤一后的材料放入加热炉中进行第一次加热后进行第一次保温，第一次加热的温度为770℃，第一次保温的时间为30min；
e、第一次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第二次保温，第二次保温时间为3h；
f、第二次保温结束后，将材料取出并置于空气中冷却至常温；
步骤三，对步骤二后的材料进行二次等温正火，包括以下步骤：
g、将完成步骤二的材料置于加热炉加热进行第二次加热后进行第三次保温，第二次加热的温度为800℃，第三次保温的时间为30min；
h、第三次保温结束后，将加热炉冷却至650℃并进行第四次保温，第四次保温的时间为3h ；
i、第四次保温结束后，将材料取出并置于空气中，冷却至常温。
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