CN112795754B - 一种中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，包括如下步骤：(1)中频加热：将工件通过中频感应加热炉加热至完全奥氏体化；(2)温锻：对工件进行常规的温锻成型操作；(3)冷却：温锻结束后将工件置于网带炉中控温缓慢冷却至低于550℃后送出网带炉，再空冷至室温；(4)保温：将冷却至室温的工件送进网带式退火炉中加热至660～680℃，保温2～3h，出炉后空冷至室温。本发明具有快速球化退火、得到球状珠光体和适宜的硬度等优点。
Description
技术领域
本发明涉及锻件的热处理工艺，具体涉及一种中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺。
背景技术
球化退火是热处理中的一种常见工艺，该工艺的目的主要是为了降低产品硬度，提高产品塑性。普通的球化退火工艺，需要将产品加热至Ac1+(20～30)℃保温一段时间，然后以10～20℃/h的温度冷却至Ar1-(10～20)℃再次保温，然后以10～20℃/h的温度冷却至550℃以下出炉空冷。以这样的工艺处理一炉产品，往往需要20h以上，处理周期长，资源消耗大。
对于以中碳钢为原材料、温锻成型后需要冷精整的产品，如汽车等速驱动轴中的三柱槽壳与钟形壳，常规温锻工艺得到的组织为片状珠光体+铁素体，产品硬度在200-240HB。当精整变形量较大时，温锻后的产品由于硬度高塑性差，不适合直接精整。需要额外增加球化退火来降低产品硬度、提高塑性，不然在精整过程容易产生裂纹。而且对于这种精密锻件，球化退火时不可产生表面脱碳，这就对生产设备有所限制，必须在真空炉或者有气氛保护的条件下进行。
因此，有必要提供一种新的技术方案。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，具体技术方案如下所述：
本发明提供一种中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，包括如下步骤：
(1)中频加热：将工件通过中频感应加热炉加热至完全奥氏体化；
(2)温锻：对工件进行常规的温锻成型操作，使奥氏体化后的组织在形变过程中转变；
(3)冷却：温锻结束后将工件置于网带炉中控温缓慢冷却至低于550℃后送出网带炉，再空冷至室温，使得温锻后组织中的珠光体片层断裂，呈团絮状分布；
(4)保温：将冷却至室温的工件送进网带式退火炉中加热至660～680℃，保温2～3h，出炉后空冷至室温，使珠光体进一步球化并且扩散，得到完全的球状珠光体。
进一步地，步骤(1)中加热温度为Ac3+(10～20)℃。
进一步地，步骤(2)中温锻过程无特殊约束，且工件温锻后的温度不低于Ar1。
进一步地，步骤(3)中包括多个阶梯温度的网带炉，并且所述网带炉在温锻开始前加热至设定温度。
进一步地，步骤(4)后工件硬度达到165～185HB。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，能够快速地在生产流水线上实现温锻件的球化退火，得到完全的球状珠光体。
2、本发明提供的中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，能够使得温锻件得到适宜的硬度。
3、本发明提供的中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，提高了工作效率，增加了良品率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明实施例三柱槽壳按照本发明所述的工艺温锻后的组织，放大倍数500倍：组织为铁素体+团絮状珠光体。
图2为图1状态的组织放大至1000倍的金相照片，便于观察珠光体形态。
图3为本发明实施例三柱槽壳按照本发明所述的工艺生产得到的最终组织，放大倍数500倍；组织为球状珠光体。
图4为图3状态的组织放大至1000倍的金相照片，可以清晰的观察球状珠光体的形态。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，包括如下步骤：
(1)中频加热：将工件通过中频感应加热炉加热至完全奥氏体化；
(2)温锻：对工件进行常规的温锻成型操作，使奥氏体化后的组织在形变过程中转变；
(3)冷却：温锻结束后将工件置于网带炉中控温缓慢冷却至低于550℃后送出网带炉，再空冷至室温，使得温锻后组织中的珠光体片层断裂，呈团絮状分布；
(4)保温：将冷却至室温的工件送进网带式退火炉中加热至660～680℃，保温2～3h，出炉后空冷至室温，使珠光体进一步球化并且扩散，得到完全的球状珠光体。
步骤(1)中加热温度为Ac3+(10～20)℃。
步骤(2)中温锻过程无特殊约束，且工件温锻后的温度不低于Ar1。
步骤(3)中包括多个阶梯温度的网带炉，并且所述网带炉在温锻开始前加热至设定温度。
步骤(4)后工件硬度达到165～185HB。
实施例1：
以55#钢为材料的三柱槽壳的生产实例对本发明做进一步描述：
步骤1：55#钢通过中频感应加热炉通过式加热至完全奥氏体化，棒料的加热温度设定为780～800℃之间。
步骤2：锻造成型过程。本实例中的三柱槽壳的整个锻造过程为：正挤、镦粗、反挤，使经步骤1奥氏体化后的组织在形变过程中转变。
步骤3：温锻后的冷却过程。产品的锻后温度不得低于Ar1，温锻结束后锻件置于网带炉中控温缓慢冷却。本实例中使用的网带控温炉共设有四个加热区，该过程中网带炉一区的加热温度设定为665℃，二区、三区的加热温度设定为640℃，四区加热温度设定为600℃，工件通过网带炉的时间设定为40min，使工件出炉使温度≤550℃，然后空冷至室温。
步骤4：将网带式退火炉的加热温度设定设定为660～680℃，然后将步骤3冷至室温的产品置于炉中保温150min，出炉后空冷。
参考图1至图4，
图1为本发明实施例三柱槽壳按照本发明所述的工艺温锻后的组织，放大倍数500倍：组织为铁素体+团絮状珠光体。
图2为图1状态的组织放大至1000倍的金相照片，便于观察珠光体形态。
图3为本发明实施例三柱槽壳按照本发明所述的工艺生产得到的最终组织，放大倍数500倍；组织为球状珠光体。
图4为图3状态的组织放大至1000倍的金相照片，可以清晰的观察球状珠光体的形态。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。
Claims (5)
1.一种中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)中频加热：将工件通过中频感应加热炉加热至完全奥氏体化；
(2)温锻：对工件进行常规的温锻成型操作，使奥氏体化后的组织在形变过程中转变；
(3)冷却：温锻结束后将工件置于网带炉中控温缓慢冷却至低于550℃后送出网带炉，再空冷至室温，使得温锻后组织中的珠光体片层断裂，呈团絮状分布；
(4)保温：将冷却至室温的工件送进网带式退火炉中加热至660～680℃，保温2～3h，出炉后空冷至室温，使珠光体进一步球化并且扩散，得到完全的球状珠光体。
2.根据权利要求1所述的中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，其特征在于，步骤(1)中加热温度为Ac3+(10～20)℃。
3.根据权利要求1所述的中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，其特征在于，步骤(2)中温锻过程无特殊约束，且工件温锻后的温度不低于Ar1。
4.根据权利要求1所述的中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，其特征在于，步骤(3)中包括多个阶梯温度的网带炉，并且所述网带炉在温锻开始前加热至设定温度。
5.根据权利要求1所述的中碳钢温锻件快速得到球状珠光体的热处理工艺，其特征在于，步骤(4)后工件硬度达到165～185HB。
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