CN110904312A - 大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺 - Google Patents

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CN110904312A CN201911247770.5A CN201911247770A CN110904312A CN 110904312 A CN110904312 A CN 110904312A CN 201911247770 A CN201911247770 A CN 201911247770A CN 110904312 A CN110904312 A CN 110904312A
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Abstract

本发明属于锻件加工技术领域，具体涉及一种大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺。本发明所提供的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，包括以下的步骤：下料；锻造；锻后热处理；粗车；超声波检测；水冷淬火回火；取样检测；精车；终检。本发明针对中低碳合金钢、中高碳合金钢以及工模具钢锻件的水冷淬火提出了明确的控制方案，大大降低了水冷淬火开裂风险，减少淬火过程的污染物排放，同时，锻件本体的力学性能完全满足技术要求。特别的，对于有淬透层深度要求的同一种产品，采用较快冷速的水进行淬火冷却，可以比采用有机淬火液及淬火油冷却，获得更深的淬透层，从而提高锻件的回火抗力和综合力学性能。

Description

大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺
技术领域
本发明属于锻件加工技术领域，具体涉及一种大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺。
背景技术
关于锻件的水冷淬火回火工艺，以下文献作过披露：
例如，CN109852775A披露的一种大尺寸低碳合金钢锻件的锻后热处理工艺包括以下步骤：步骤A：低碳合金钢锻件锻造成形后立即装入退火炉内保温，保温温度为590℃~850℃；保温时间为6~20h；步骤B：步骤A完成后，控制退火炉降温至200℃~300℃并保持该炉温； 步骤B）控制退火炉以2~5℃/min的速度匀速降温。步骤B）保温时间为6~18h；
步骤C）低碳合金钢锻件采用由下至上堆垛的方式集中堆放。堆垛后的低碳合金钢锻件的外部采用石棉布覆盖；将低碳合金钢锻件出炉并集中堆放。
CN106811585A公开了一种大规格合金钢锻件微变形热处理晶粒细化工艺，所述的工艺流程是： a、将留有一定加工余量的大规格合金钢锻件装入热处理炉中加热，待加热温度升到奥氏体形成温度； b、保温一段时间使合金钢锻件完全奥氏体化后取出； d、合金钢锻件表面温度在770-790℃进行淬火，淬火后高温回火， 步骤b和步骤d之间设有步骤c，即对合金钢锻件进行表面微变形快速锻造，锻造时间4～5分钟、锻压变形量5～8mm。CN105838855A一种含铬高镍合金钢锻件的锻后扩氢退火工艺，其特征在于：该工艺的具体步骤如下：步骤1：锻后将锻件缓冷至500～700℃保温，全功率升温至完全奥氏体化温度以上100～150℃均保温，并采用快冷，冷却至马氏体转变开始温度以下50～100℃短时保温；步骤2：以30～60℃/h升温至高温回火区进行均保温，保温结束后以30～60℃/h炉冷至 400℃，再以10～30℃/h炉冷至马氏体转变结束温度以下10～50℃；步骤3：以30～60℃/h升温至高温回火区进行均保温，保温结束后以10～30℃/h炉冷至 100～150℃出炉空冷。
CN103642996A披露了一种合金钢锻件的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)淬火：将所述锻件加热、保温，然后将所述锻件先放入水中冷却，再 放入油中继续冷却；(b)回火：将所述锻件加热、保温，然后将所述锻件在空气中冷却。
以上的专利文献中，CN109852775A所述的是一种大尺寸低碳合金钢锻件的锻后热处理工艺，对其性能热处理，即淬火回火，特别是淬火水冷过程未涉及；
CN106811585A其侧重点在于晶粒细化方面；
CN105838855A是针对含铬高镍合金钢锻件容易产生氢致开裂现象的一种工艺措施；
CN103642996A侧重在锻件淬火过程的双介质处理方法。
上述各工艺或方法均为侧重某一方面采取的方法，特别是针对锻件水冷淬火过程的控制策略问题，均未涉及。
尤其是关于水冷淬火过程，如何去控制，上述的文献均未涉及到。
为了确保大型中低碳合金钢、中高碳合金钢及工模具钢锻件的淬火回火过程实现安全、环保、经济，锻件力学性能满足技术要求，需要发明一种针对于针对中低碳合金钢、中高碳合金钢及工模具钢锻件的锻后处理工艺，特别是水冷淬火过程，具有合理的控制策略的工艺。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺。
本发明所提供的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，包括以下的步骤：
下料；锻造；锻后热处理；粗车；超声波检测；水冷淬火回火；取样检测；精车；终检。
锻后热处理时，对于中碳低合金钢，锻后热处理采用正火或正火+回火方式进行处理；
对于中高碳合金钢或者是模具钢，锻后热处理采用完全退火或正火+回火方式进行处理。
中碳低合金钢的锻后热处理，执行S1步骤：锻件在空冷至室温后，装入炉温不大于300℃的热处理炉，以≤120℃/h的速率升温至640～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以全功率升温至Ac3+(30～80）℃，并依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后空冷至室温；
或者是，执行S1步骤，然后将正火后的锻件在炉温不大于300℃时装炉，随后以≤80℃/h升温至600～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照30mm/h至50mm/h进行保温，随后出炉空冷。
中高碳合金钢或者是模具钢的锻后热处理步骤，执行Q1步骤：将锻后空冷至500～650℃的锻件，装入炉温不大于650℃的热处理炉中，升温至650℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以全功率升温，并依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后随炉冷却至300℃以下，出炉空冷；
或者是，执行Q1步骤，然后将锻件空冷至300℃左右；装入炉温不大于350℃的热处理炉中，以≤120℃/h升温至350℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以≤80℃/h升温至600～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照30mm/h至50mm/h进行保温，随后出炉空冷。
上述的Q1步骤中，亚共析钢锻件，以全功率升温至Ac3+(30～50）℃；
共析钢或过共析钢以全功率升温至Accm+(30～50）℃。
水冷淬火回火步骤，是本发明的关键，具体为，将超声波检测合格的锻件，装入炉温不大于300℃的热处理炉中，以≤120℃/h升温至650℃，并依据锻件最大有效厚度按照80mm/h至100mm/h进行保温；随后以全功率升温，亚共析钢升温至Ac3+(30～50）℃；共析钢或过共析钢升温至Ac1+(30～50）℃，并依据依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后，出炉进行水冷淬火。
在水冷淬火前控制水温为20～30℃；配备淬火水槽循环和搅拌系统；锻件从热处理炉转运至淬火水槽的时间段内，使锻件转运至淬火水槽上方时，亚共析钢其表面温度达到不小于Ac3+（0～30）℃；共析钢或过共析钢Ac1+(0～30）℃；
水冷淬火控冷具体步骤为：
锻件入水冷却前，亚共析钢锻件则预冷至表面为Ac3+（0～30）℃；共析钢或过共析钢预冷至Ac1+(0～30）℃，随后分次实施水空交替冷却；
第一次水冷时间，依据锻件最大有效厚度按照0.8～1.6s/mm确定冷却时间，接着出水空冷；
第一次空冷时间，按照15～60s来控制，控制锻件表面各部温度不超过其Ms±（5～30）℃；
第二次至倒数第二次水冷时间，依据锻件最大有效厚度按照0.3～0.8s/mm确定冷却时间，接着出水空冷；
第二次至倒数第一次空冷时间，按照60～250s来控制，确保锻件表面各部温度不超过其Ms±（5～30）℃，且各部温差不超过100～150℃；
最后一次水冷时间，控制在60～150s；
随后持续观察锻件表面各部温度，30～60min内，锻件表面温度最高不超过Ms±（10～30）℃，且当锻件表面温度开始进入降低阶段时，入炉回火；
回火：将水冷淬火的完的锻件装入炉温不大于300℃的热处理炉中，升温至300℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以≤60℃/h升温至500～650℃，并依据锻件最大有效厚度按照30～50mm/h进行保温，保温结束后出炉；
回火后出炉冷却：对于单独以Si、Mn、Cr、Ni等元素为合金元素的钢种以及含有少量Mo、V合金元素的钢种，回火后实施快冷；除此之外的钢种，回火之后空冷。
更具体的，上述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，包括以下的步骤：
（1）下料：选择精炼钢锭下料，去除水口和冒口；
（2）锻造：对料坯实施加热和锻造成形；
（3）锻后热处理：
中碳低合金钢的锻后热处理执行S1：锻件在空冷至室温后，装入炉温不大于300℃的热处理炉，以≤120℃/h的速率升温至640～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以全功率升温至Ac3+(30～80）℃，并依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后空冷至室温；
或者是，执行S1步骤，然后将正火后的锻件在炉温不大于300℃时装炉，随后以≤80℃/h升温至600～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照30mm/h至50mm/h进行保温，随后出炉空冷；
中高碳合金钢或者是模具钢的锻后热处理步骤执行Q1：将锻后空冷至500～650℃的锻件，装入炉温不大于650℃的热处理炉中，升温至650℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以全功率升温，并依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后随炉冷却至300℃以下，出炉空冷；
或者是，执行Q1步骤，然后将锻件空冷至300℃左右；装入炉温不大于350℃的热处理炉中，以≤120℃/h升温至350℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以≤80℃/h升温至600～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照30mm/h至50mm/h进行保温，随后出炉空冷；
（4）粗车：确定各部加工余量后进行粗加工；
（5）超声波检测：对锻件进行超声波检测；
（6）水冷淬火回火：将超声波检测合格的锻件，装入炉温不大于300℃的热处理炉中，以≤120℃/h升温至650℃，并依据锻件最大有效厚度按照80mm/h至100mm/h进行保温；随后以全功率升温，亚共析钢升温至Ac3+(30～50）℃；共析钢或过共析钢升温至Ac1+(30～50）℃，并依据依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后，出炉进行水冷淬火；
水冷淬火前控制水温为20～30℃；配备淬火水槽循环和搅拌系统；锻件从热处理炉转运至淬火水槽的时间段内，使锻件转运至淬火水槽上方时，亚共析钢其表面温度达到不小于Ac3+（0～30）℃；共析钢或过共析钢Ac1+(0～30）℃；
水冷淬火控冷具体步骤为：
锻件入水冷却前，亚共析钢锻件则预冷至表面为Ac3+（0～30）℃；共析钢或过共析钢预冷至Ac1+(0～30）℃，随后分次实施水空交替冷却；
第一次水冷时间，依据锻件最大有效厚度按照0.8～1.6s/mm确定冷却时间，接着出水空冷；
第一次空冷时间，按照15～60s来控制，控制锻件表面各部温度不超过其Ms±（5～30）℃；
第二次至倒数第二次水冷时间，依据锻件最大有效厚度按照0.3～0.8s/mm确定冷却时间，接着出水空冷；
第二次至倒数第一次空冷时间，按照60～250s来控制，确保锻件表面各部温度不超过其Ms±（5～30）℃，且各部温差不超过100～150℃；
最后一次水冷时间，控制在60～150s；
随后持续观察锻件表面各部温度，30～60min内，锻件表面温度最高不超过Ms±（10～30）℃，且当锻件表面温度开始进入降低阶段时，入炉回火；
回火：将水冷淬火的完的锻件装入炉温不大于300℃的热处理炉中，升温至300℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以≤60℃/h升温至500～650℃，并依据锻件最大有效厚度按照30～50mm/h进行保温，保温结束后出炉；
回火后出炉冷却：对于单独以Si、Mn、Cr、Ni等元素为合金元素的钢种以及含有少量Mo、V合金元素的钢种，回火后实施快冷；除此之外的钢种，回火之后空冷；
（7）取样检测；
（8）精车：对取样检测合格的锻件，进行精车；
（9）终检：对精车完的锻件进行检测。
作为本发明的一种优选，大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，包括以下的步骤：
（1）下料：选择精炼钢锭下料，去除水口和冒口；
（2）锻造：对料坯实施加热和锻造成形；
（3）锻后热处理：将锻件在空冷至室温后，装入炉温不大于300℃的热处理炉，以≤120℃/h的速度升温至650℃，并保温3.0h；随后以全功率升温至880℃，并保温8.0h，保温结束后空冷至室温；
（4）粗车：确定各部加工余量后进行粗加工；
（5）超声波检测：对锻件进行超声波检测；
（6）水冷淬火回火：开启淬火槽的循环和搅拌系统，水温控制在20～30℃；
控冷过程：预冷至锻件表面约750℃入水冷却，水冷5min，空冷1 min；水冷3 min，空冷1.5 min；水冷3 min，空冷2.5 min；水冷1.5 min，空冷3.5 min；水冷1 min；待锻件表面温度转入下降时，将其装入炉温不大于300℃的热处理炉中，升温至300℃，并保温3.0h；随后以≤60℃/h升温至580℃，并保温11.5h，保温结束后出炉空冷；
（7）取样检测；
（8）精车：对取样检测合格的锻件，进行精车；
（9）终检：对精车完的锻件进行检测。
作为本发明的另一优选，大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，包括以下的步骤：
（1）下料：选择精炼钢锭下料，去除水口和冒口；
（2）锻造：对料坯实施加热和锻造成形；
（3）锻后热处理：将锻造成形的锥辊，待其空冷降温至表面约650℃时，装入热处理炉，随炉降温，随后将炉温设定在650℃，保温8.0h；随后以全功率升温至880℃，保温35h，出炉空冷；待表面温度约300℃时，装入热处理炉内，炉温设定为300℃，保温3.0h，随后≤80℃/h升温至650℃，保温40.0h，出炉空冷温；
（4）粗车：确定各部加工余量后进行粗加工；
（5）超声波检测：对锻件进行超声波检测；
（6）水冷淬火回火：出炉后预冷至表面约760℃入水冷却，水冷5 min，空冷1 min；水冷3min，空冷3 min；水冷3 min，空冷4 min；水冷3min，空冷5 min；水冷3 min，空冷6 min；水冷2 min，待锥辊细端φ660mm处表面温度稳定在350℃至400℃时，入炉回火；
将水冷完的锥辊装入炉温不超过300℃的热处理炉内，升温至350℃保温8.0h，随后以≤60℃/h升温至530℃，保温45.0h；
（7）取样检测；
（8）精车：对取样检测合格的锻件，进行精加工；
（9）终检：对精车完的锻件进行检测。
本发明针对中低碳合金钢、中高碳合金钢以及工模具钢锻件的锻后热处理以及性能热处理的淬火回火过程，提出了有针对性的解决方案。特别是针对以上这三大类钢锻件特性的不同，分别采取正火、正火+回火、或退火处理，这样既可以保证消除锻造应力，防止锻造开裂，细化锻件晶粒和组织，同时，也为后续的淬火回火处理做好组织准备。
本发明针对中低碳合金钢、中高碳合金钢以及工模具钢锻件的水冷淬火提出了明确的控制方案，大大降低了水冷淬火开裂的风险，减少了淬火过程的污染物的排放；同时，锻件本体的力学性能完全满足技术要求。特别的，对于有淬透层深度要求的同一种产品，采用较快冷速的水进行淬火冷却，可以比采用有机淬火液及淬火油冷却，获得更深的淬透层，从而提高锻件的回火抗力和综合力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
42CrMo材质的φ6970/φ6360×430环形锻件水冷淬火回火处理：
1、下料：选取43吨42CrMo精炼钢锭下料，去除水口和冒口；
2、锻造成形：对料坯实施加热和锻造成形；
3、锻后热处理：将锻件在空冷至室温后，装入炉温不大于300℃的热处理炉，以≤120℃/h的速度升温至650℃，并保温3.0h；随后以全功率升温至880℃，并保温8.0h，保温结束后空冷至室温；
4、粗车：依据锻件成品和锻件毛坯形状和尺寸，确定各部加工余量，确保经淬火回火之后，锻件各部尺寸可以满足成品尺寸要求；
5、超声波检测（UT）：依据客户要求的标准或规范，对锻件进行超声波检测（UT），确保锻件表面及内部缺陷情况可以满足技术要求后，再进行下一步的淬火回火处理；
6、水冷淬火回火：将超声波检测（UT）合格的锻件，装入炉温不大于300℃的热处理炉中，以≤120℃/h升温至650℃，并保温3h；随后以全功率升温至830℃,并保温7.5h，保温结束后，出炉进行水冷淬火；
7、水冷淬火前，开启淬火槽的循环和搅拌系统，水温控制在（20～30）℃；
8、控冷过程：预冷至锻件表面约750℃入水冷却，水冷5分，空冷1分；水冷3分，空冷1.5分；水冷3分，空冷2.5分；水冷1.5分，空冷3.5分；水冷1分；
9、待锻件表面温度转入下降时，将其装入炉温不大于300℃的热处理炉中，升温至300℃，并保温3.0h；随后以≤60℃/h升温至580℃，并保温11.5h，保温结束后出炉空冷；
10、按照技术要求，取样检测，检测结果（如下表）完全满足预设要求。
Figure 809124DEST_PATH_IMAGE001
11、精车：取样检测合格的锻件，依据成品图纸进行精车。
12、终检：依据技术要求，对精车完的锻件进行检测，合格后包装发货。
实施例2
辗环机5CrNiMo锥辊水冷淬火回火处理：
1、下料：选取材质为5CrNiMo的69吨精炼钢锭；
2、锻造成形：将钢锭加热锻造，热切水口、冒口；
3、锻后热处理：将锻造成形的锥辊，待其空冷降温至表面约650℃时，装入热处理炉，随炉降温，随后将炉温设定在650℃，保温8.0h；随后以全功率升温至880℃，保温35h，出炉空冷；待表面温度约300℃时，装入热处理炉内，炉温设定为300℃，保温3.0h，随后≤80℃/h升温至650℃，保温40.0h，出炉空冷；
4、粗车：根据锥辊成品尺寸和正火+回火后的锻件尺寸，画两端锯切线，实施锯切；然后依据确定好各部余量的粗车图进行粗车；
5、超声波检测（UT）：依据EN 10228-3对粗车后锥辊进行检测，合格等级为4级；
6、水冷淬火回火：将超声波检测（UT）合格的锥辊装入炉温不超过300℃的热处理炉中，以≤120℃/h的速度升温至650℃，保温6.0h；随后以全功率升温至850℃，保温26.0h，随后出炉水冷淬火；
7、水冷淬火前，开启水槽的循环和搅拌系统，水温控制在（20～30）℃；
8、控冷过程：出炉后预冷至表面约760℃入水冷却，水冷5分，空冷1分；水冷3分，空冷3分；水冷3分，空冷4分；水冷3分，空冷5分；水冷3分，空冷6分；水冷2分，待锥辊细端φ660mm处表面温度稳定在350℃至400℃时，入炉回火；
9、将水冷完的锥辊装入炉温不超过300℃的热处理炉内，升温至350℃保温8.0h，随后以≤60℃/h升温至530℃，保温45.0h；
10、回火出炉的锥辊表面温度降至室温时，检测各部硬度，结果如下：355HB、362HB、380HB、374HB，满足技术要求；
11、将淬火回火完的锥辊依据成品图纸进行精加工；
12、终检：依据技术要求，对精加工完的锥辊进行检测，合格后转序入库，备用。

Claims (10)

1.大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，包括以下的步骤：
下料；锻造；锻后热处理；粗车；超声波检测；水冷淬火回火；取样检测；精车；终检。
2.如权利要求1所述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，其特征在于，在锻件的水冷淬火回火工艺中，锻后热处理时，对于中碳低合金钢，锻后热处理采用正火或正火+回火方式进行处理；
对于中高碳合金钢或者是模具钢，锻后热处理采用完全退火或正火+回火方式进行处理。
3.如权利要求2所述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，其特征在于，
中碳低合金钢的锻后热处理，执行S1步骤：锻件在空冷至室温后，装入炉温不大于300℃的热处理炉，以≤120℃/h的速率升温至640～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以全功率升温至Ac3+(30～80）℃，并依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后空冷至室温；
或者是，执行S1步骤，然后将正火后的锻件在炉温不大于300℃时装炉，随后以≤80℃/h升温至600～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照30mm/h至50mm/h进行保温，随后出炉空冷。
4.如权利要求2所述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，其特征在于，
中高碳合金钢或者是模具钢的锻后热处理，执行Q1步骤：将锻后空冷至500～650℃的锻件，装入炉温不大于650℃的热处理炉中，升温至650℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以全功率升温，并依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后随炉冷却至300℃以下，出炉空冷；
或者是，执行Q1步骤，然后将空冷至300℃的锻件装入炉温不大于350℃的热处理炉中，以≤120℃/h升温至350℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以≤80℃/h升温至600～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照30mm/h至50mm/h进行保温，随后出炉空冷。
5.如权利要求4所述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，其特征在于，
所述的Q1步骤中，亚共析钢锻件，以全功率升温至Ac3+(30～50）℃；
共析钢或过共析钢以全功率升温至Accm+(30～50）℃。
6.如权利要求4所述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，其特征在于，
水冷淬火回火步骤中，将超声波检测合格的锻件，装入炉温不大于300℃的热处理炉中，以≤120℃/h升温至650℃，并依据锻件最大有效厚度按照80mm/h至100mm/h进行保温；随后以全功率升温，亚共析钢升温至Ac3+(30～50）℃；共析钢或过共析钢升温至Ac1+(30～50）℃，并依据依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后，出炉进行水冷淬火。
7.如权利要求6所述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，其特征在于，
水冷淬火前控制水温为20～30℃；配备淬火水槽循环和搅拌系统；锻件从热处理炉转运至淬火水槽的时间段内，使锻件转运至淬火水槽上方时，亚共析钢其表面温度达到不小于Ac3+（0～30）℃；共析钢或过共析钢Ac1+(0～30）℃；
水冷淬火控冷具体步骤为：
锻件入水冷却前，亚共析钢锻件则预冷至表面为Ac3+（0～30）℃；共析钢或过共析钢预冷至Ac1+(0～30）℃，随后分次实施水空交替冷却；
第一次水冷时间，依据锻件最大有效厚度按照0.8～1.6s/mm确定冷却时间，接着出水空冷；
第一次空冷时间，按照15～60s来控制，控制锻件表面各部温度不超过其Ms±（5～30）℃；
第二次至倒数第二次水冷时间，依据锻件最大有效厚度按照0.3～0.8s/mm确定冷却时间，接着出水空冷；
第二次至倒数第一次空冷时间，按照60～250s来控制，确保锻件表面各部温度不超过其Ms±（5～30）℃，且各部温差不超过100～150℃；
最后一次水冷时间，控制在60～150s；
随后持续观察锻件表面各部温度，30～60min内，锻件表面温度最高不超过Ms±（10～30）℃，且当锻件表面温度开始进入降低阶段时，入炉回火；
回火：将水冷淬火的完的锻件装入炉温不大于300℃的热处理炉中，升温至300℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以≤60℃/h升温至500～650℃，并依据锻件最大有效厚度按照30～50mm/h进行保温，保温结束后出炉；
回火后出炉冷却：对于单独以Si、Mn、Cr、Ni等元素为合金元素的钢种以及含有少量Mo、V合金元素的钢种，回火后实施快冷；除此之外的钢种，回火之后空冷。
8.如权利要求4所述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，包括以下的步骤：
（1）下料：选择精炼钢锭下料，去除水口和冒口；
（2）锻造：对料坯实施加热和锻造成形；
（3）锻后热处理：
中碳低合金钢的锻后热处理执行S1：锻件在空冷至室温后，装入炉温不大于300℃的热处理炉，以≤120℃/h的速率升温至640～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以全功率升温至Ac3+(30～80）℃，并依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后空冷至室温；
或者是，执行S1步骤，然后将正火后的锻件在炉温不大于300℃时装炉，随后以≤80℃/h升温至600～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照30mm/h至50mm/h进行保温，随后出炉空冷；
中高碳合金钢或者是模具钢的锻后热处理步骤执行Q1：将锻后空冷至500～650℃的锻件，装入炉温不大于650℃的热处理炉中，升温至650℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以全功率升温，并依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后随炉冷却至300℃以下，出炉空冷；
或者是，执行Q1步骤，然后将锻件空冷至300℃左右；装入炉温不大于350℃的热处理炉中，以≤120℃/h升温至350℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以≤80℃/h升温至600～660℃，并依据锻件最大有效厚度按照30mm/h至50mm/h进行保温，随后出炉空冷；
（4）粗车：确定各部加工余量后进行粗加工；
（5）超声波检测：对锻件进行超声波检测；
（6）水冷淬火回火：将超声波检测合格的锻件，装入炉温不大于300℃的热处理炉中，以≤120℃/h升温至650℃，并依据锻件最大有效厚度按照80mm/h至100mm/h进行保温；随后以全功率升温，亚共析钢升温至Ac3+(30～50）℃；共析钢或过共析钢升温至Ac1+(30～50）℃，并依据依据锻件最大有效厚度按照40～60mm/h进行保温，保温结束后，出炉进行水冷淬火；
水冷淬火前控制水温为20～30℃；配备淬火水槽循环和搅拌系统；锻件从热处理炉转运至淬火水槽的时间段内，使锻件转运至淬火水槽上方时，亚共析钢其表面温度达到不小于Ac3+（0～30）℃；共析钢或过共析钢Ac1+(0～30）℃；
水冷淬火控冷具体步骤为：
锻件入水冷却前，亚共析钢锻件则预冷至表面为Ac3+（0～30）℃；共析钢或过共析钢预冷至Ac1+(0～30）℃，随后分次实施水空交替冷却；
第一次水冷时间，依据锻件最大有效厚度按照0.8～1.6s/mm确定冷却时间，接着出水空冷；
第一次空冷时间，按照15～60s来控制，控制锻件表面各部温度不超过其Ms±（5～30）℃；
第二次至倒数第二次水冷时间，依据锻件最大有效厚度按照0.3～0.8s/mm确定冷却时间，接着出水空冷；
第二次至倒数第一次空冷时间，按照60～250s来控制，确保锻件表面各部温度不超过其Ms±（5～30）℃，且各部温差不超过100～150℃；
最后一次水冷时间，控制在60～150s；
随后持续观察锻件表面各部温度，30～60min内，锻件表面温度最高不超过Ms±（10～30）℃，且当锻件表面温度开始进入降低阶段时，入炉回火；
回火：将水冷淬火的完的锻件装入炉温不大于300℃的热处理炉中，升温至300℃，并依据锻件最大有效厚度按照80～100mm/h进行保温；随后以≤60℃/h升温至500～650℃，并依据锻件最大有效厚度按照30～50mm/h进行保温，保温结束后出炉；
回火后出炉冷却：对于单独以Si、Mn、Cr、Ni等元素为合金元素的钢种以及含有少量Mo、V合金元素的钢种，回火后实施快冷；除此之外的钢种，回火之后空冷；
（7）取样检测；
（8）精车：对取样检测合格的锻件，进行精车；
（9）终检：对精车完的锻件进行检测。
9.如权利要求1所述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，包括以下的步骤：
（1）下料：选择精炼钢锭下料，去除水口和冒口；
（2）锻造：对料坯实施加热和锻造成形；
（3）锻后热处理：将锻件在空冷至室温后，装入炉温不大于300℃的热处理炉，以≤120℃/h的速度升温至650℃，并保温3.0h；随后以全功率升温至880℃，并保温8.0h，保温结束后空冷至室温；
（4）粗车：确定各部加工余量后进行粗加工；
（5）超声波检测：对锻件进行超声波检测；
（6）水冷淬火回火：开启淬火槽的循环和搅拌系统，水温控制在20～30℃；
控冷过程：预冷至锻件表面约750℃入水冷却，水冷5min，空冷1 min；水冷3 min，空冷1.5 min；水冷3 min，空冷2.5 min；水冷1.5 min，空冷3.5 min；水冷1 min；待锻件表面温度转入下降时，将其装入炉温不大于300℃的热处理炉中，升温至300℃，并保温3.0h；随后以≤60℃/h升温至580℃，并保温11.5h，保温结束后出炉空冷；
（7）取样检测；
（8）精车：对取样检测合格的锻件，进行精车；
（9）终检：对精车完的锻件进行检测。
10.如权利要求1所述的大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺，包括以下的步骤：
（1）下料：选择精炼钢锭下料，去除水口和冒口；
（2）锻造：对料坯实施加热和锻造成形；
（3）锻后热处理：将锻造成形的锥辊，待其空冷降温至表面约650℃时，装入热处理炉，随炉降温，随后将炉温设定在650℃，保温8.0h；随后以全功率升温至880℃，保温35h，出炉空冷；待表面温度约300℃时，装入热处理炉内，炉温设定为300℃，保温3.0h，随后≤80℃/h升温至650℃，保温40.0h，出炉空冷温；
（4）粗车：确定各部加工余量后进行粗加工；
（5）超声波检测：对锻件进行超声波检测；
（6）水冷淬火回火：出炉后预冷至表面约760℃入水冷却，水冷5 min，空冷1 min；水冷3min，空冷3 min；水冷3 min，空冷4 min；水冷3min，空冷5 min；水冷3 min，空冷6 min；水冷2 min，待锥辊细端φ660mm处表面温度稳定在350℃至400℃时，入炉回火；
将水冷完的锥辊装入炉温不超过300℃的热处理炉内，升温至350℃保温8.0h，随后以≤60℃/h升温至530℃，保温45.0h；
（7）取样检测；
（8）精车：对取样检测合格的锻件，进行精加工；
（9）终检：对精车完的锻件进行检测。
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