CN112646970A - 一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法 - Google Patents

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高军
华金虎
杨秀珍
张贺清
刘庆君
余国俊
王全福
白燕芳
王一江
李烨
刘月红
屈瑛
陈晨
隋晓宇
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Abstract

本发明涉及一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，选择井式电炉进行调质处理，采用竖直吊挂的装卡方式；毛坯淬火加热出炉后空气预冷，预冷至毛坯最细部位的表面温度到达500～550℃后，淬入一定浓度的无机淬火剂聚乙烯醇水溶液中，冷却一定时间后进行两次不同温度的高温回火处理，本发明本发明从调质处理的装卡方式、减小淬火应力、去除应力和性能回火方面优化设计调质工艺过程和工艺参数，达到台阶轴要求的性能，减少变形和校正工作。力学性能达到技术要求(ReL≥1200MPa，Z≥35％,KU2≥50J)，变形量及校正工作减少60％。

Description

一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法。
背景技术
某台阶轴调质强度要求高(ReL≥1200MPa，Z≥35％,KU2≥50J)，毛坯长径比大(φ130-φ110×5100mm)，在调质热处理过程及加工过程中极易弯曲变形，无法满足产品设计技术要求。为满足保证加工要求，过程中频繁校正，工作量大，生产周期长，成本高。经统计，该台阶轴毛坯生产加工合格率仅为43％，制造成本高。
发明内容
本发明提供一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，要解决的技术问题是：为减小该台阶轴毛坯调质热处理变形、加工过程变形及变形校正工作量、缩短加工周期。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选择井式电炉进行调质处理，采用竖直吊挂的装卡方式；
(2)毛坯淬火加热出炉后空气预冷，预冷至毛坯最细部位的表面温度到达500～550℃后，淬入一定浓度的无机淬火剂聚乙烯醇水溶液中，冷却一定时间；
(3)进行两次不同温度的高温回火处理。
进一步地，细长台阶轴毛坯材料为35CrNi3MoVA。
进一步地，细长台阶轴毛坯的直径为φ130～φ110，长度为5100mm。
进一步地，步骤(2)中，毛坯淬火加热温度为830～850℃，均保温3～4h后出炉。
进一步地，步骤(2)中，淬入0.1％～0.20％浓度的无机淬火剂聚乙烯醇水溶液中。
进一步地，步骤(2)中，冷却时间为8-10min。
步骤(1)中，选择炉温均匀性为±10℃的井式电炉进行调质处理。
步骤(3)中，淬火后依次进行520～540℃和550～570℃两次保温5-6h的高温回火。
有益效果：本发明对高强韧材料用钢制造的细长台阶轴毛坯，在保证调质淬火效果的条件下，采用井式电炉处理、专用工装竖直吊挂装卡方式，热处理采用预冷淬火方法，先在空气中预冷到一定温度后再淬火冷却，冷却介质采用冷却速度较缓和的一定浓度的有机淬火剂进行冷却，两次不同回火温度的回火，最大程度的去除应力和提高力学性能，减小和控制身管毛坯的热处理变形、加工过程变形及变形校正工作量。本发明从调质处理的装卡方式、减小淬火应力、去除应力和性能回火方面优化设计调质工艺过程和工艺参数，达到台阶轴要求的性能，减少变形和校正工作。高强韧材料用钢制造的细长台阶轴毛坯调质处理，在保证力学性能达到ReL≥1200MPa，Z≥35％,KU2≥50J要求的同时，最大程度的减少淬火变形和变形校正工作。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，以高强韧材料用钢35CrNi3MoVA制造的细长台阶轴毛坯(直径：φ130～φ110mm，长度5100mm)调质处理为例，具体包括以下步骤：
(1)选择炉温均匀性为±10℃的井式电炉进行调质处理，采用竖直吊挂的装卡方式；
(2)利用高强韧钢奥氏体组织的稳定性和马氏体转变温度点，选择最佳的预冷温度，达到良好的淬火效果：毛坯淬火加热温度为830～850℃，均保温3～4h后，出炉空气预冷，预冷至毛坯最细部位φ110表面温度到达500～550℃后，之间时开始淬火冷却；
冷却介质采用冷却速度较缓的淬火剂聚乙烯醇水溶液，浓度为0.1％～0.20％，冷却时间为8-10min，减小淬火应力；
(3)为消除淬火应力，提高力学性能，淬火后进行两次不同温度的高温回火处理，分别为520～540℃和550～570℃两次保温5-6h的高温回火，回火为空冷。
试制处理的4支台阶轴毛坯，经力学性能检测：ReL为1250MPa～1290MPa，Z为52％～58％,KU2为34～43J，达到产品技术要求；调质毛坯外跳变形量有原来的15mm减小为6mm,变形量减少60％，减小校正工作量。在后续加工过程，基本不变形。达到了变形研究的各项目标。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选择井式电炉进行调质处理，采用竖直吊挂的装卡方式；
(2)毛坯淬火加热出炉后空气预冷，预冷至毛坯最细部位的表面温度到达500～550℃后，淬入一定浓度的无机淬火剂聚乙烯醇水溶液中，冷却一定时间；
(3)进行两次不同温度的高温回火处理。
2.根据权利要求1所述的一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，细长台阶轴毛坯材料为35CrNi3MoVA。
3.根据权利要求1所述的一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，细长台阶轴毛坯的直径为φ130～φ110，长度为5100mm。
4.根据权利要求1所述的一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，步骤(2)中，毛坯淬火加热温度为830～850℃，均保温3～4h后出炉。
5.根据权利要求1所述的一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，步骤(2)中，淬入0.1％～0.20％浓度的无机淬火剂聚乙烯醇水溶液中。
6.根据权利要求1所述的一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，步骤(2)中，冷却时间为8-10min。
7.根据权利要求1所述的一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，回火为空冷。
8.根据权利要求1所述的一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，步骤(1)中，选择炉温均匀性为±10℃的井式电炉进行调质处理。
9.根据权利要求1所述的一种高强韧钢细长台阶轴的防变形调质方法，其特征在于，步骤(3)中，淬火后依次进行520～540℃和550～570℃两次保温5-6h的高温回火。
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