CN113981178A - 一种中碳低合金钢轴锻件的热处理方法 - Google Patents

一种中碳低合金钢轴锻件的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，具体涉及大型锻件制备方法领域，其包括：将锻造后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至900～920℃，进行淬火保温处理后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入淬火液中冷却，或，依次放入水和油中冷却，然后将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至620～670℃，进行回火保温处理后，炉冷降温至400℃以下，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。通过本发明的热处理方法得到的中碳低合金钢轴锻件，能够确保其性能符合要求，减少了轴锻件的重复热处理，避免电力、天然气、人工等资源的浪费，降低了轴锻件的生产成本。

Description

一种中碳低合金钢轴锻件的热处理方法
技术领域
本发明涉及大型锻件制备方法领域，特别是涉及一种中碳低合金钢轴锻件的热处理方法。
背景技术
30Cr3Mo钢是一种中碳低合金氮化用钢，在调质状态下拥有良好的综合机械性能，并且具有良好的渗氮能力，钢材的表面渗氮后有很高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，因而常在飞机制造业、大型矿产重要零件中应用。
在生产过程中发现，现有的调质工艺得到的30Cr3Mo钢锻件的性能不稳定，有时锻件的力学性能会出现低值点或达不到要求，并且普遍存在锻件的抗拉、延伸率不高的问题，通常会采取多次淬火和回火以获得符合力学性能要求的锻件，但是这样就会造成电力、天然气、人工等生产成本的增加，延长交货期限，造成了巨大的损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，能够确保中碳低合金钢轴锻件的性能符合要求。
为满足上述技术目的及其相关技术目的，本发明提供了一种中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其包括如下步骤：
1、将锻造后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至900～920℃，进行淬火保温处理，保温时间为9～13小时；
2、淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入淬火液中冷却90～130分钟；
或，淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入水中冷却3～6分钟后，放入油中冷却180～240分钟；
3、冷却结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至620～670℃，进行回火保温处理，保温时间为30～35小时；
4、回火保温结束后，炉冷降温至400℃以下，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤1中，淬火炉的升温速率为小于或等于70℃/h。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，所述淬火液为PVP淬火液。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤2的冷却过程中，所述淬火液的温度为小于或等于50℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，所述淬火液的温度控制在30～50℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤2的冷却过程中，所述水的温度为小于或等于35℃，所述油的温度为小于或等于65℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，所述水的温度控制在20～35℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，所述油的温度控制在50～65℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤2中，冷却后的所述中碳低合金钢锻件的温度为110～150℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤3中，回火炉的升温速率为小于或等于100℃/h。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤4中，炉冷降温的速率为小于或等于50℃/h。
通过本发明的热处理方法得到的中碳低合金钢轴锻件，能够确保其性能符合要求，减少了轴锻件的重复热处理，避免电力、天然气、人工等资源的浪费，降低了轴锻件的生产成本。
附图说明
图1为本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法的工艺曲线图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
请参阅图1，本发明提供了一种中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其包括如下步骤：
1、将锻造后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至900～920℃，进行淬火保温处理，保温时间为9～13小时；
2、淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入淬火液中冷却90～130分钟；
或，淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入水中冷却3～6分钟后，放入油中冷却180～240分钟；
3、冷却结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至620～670℃，进行回火保温处理，保温时间为30～35小时；
4、回火保温结束后，炉冷降温至400℃以下，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤1中，淬火炉的升温速率为小于或等于70℃/h。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，所述淬火液为PVP淬火液。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤2的冷却过程中，所述淬火液的温度为小于或等于50℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，所述淬火液的温度控制在30～50℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤2的冷却过程中，所述水的温度为小于或等于35℃，所述油的温度为小于或等于65℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，所述水的温度控制在20～35℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，所述油的温度控制在50～65℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤2中，冷却后的所述中碳低合金钢轴锻件的温度为110～150℃。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤3中，回火炉的升温速率为小于或等于100℃/h。
在本发明中碳低合金钢轴锻件的热处理方法一示例中，在步骤4中，炉冷降温的速率为小于或等于50℃/h。
经过淬火处理的所述中碳低合金钢轴锻件能够获得所需的马氏体或下贝氏体组织，提高所述中碳低合金钢轴锻件的强度、硬度和耐磨性。将所述中碳低合金钢轴锻件进行回火处理，可以减小或消除淬火应力，提高所述中碳低合金钢轴锻件的塑性和韧性，使得所述中碳低合金钢轴锻件的强度、硬度、塑性、韧性达到恰当的配合，具有良好的力学性能。
实施例1
1、将锻造后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至900℃，升温速率为70℃/h，进行淬火保温处理，保温时间为9小时。
2、淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入PVP淬火液中冷却90分钟，将PVP淬火液的温度控制在30～50℃，冷却后的所述中碳低合金钢轴锻件温度为120～150℃。
3、然后将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至620℃，升温速率为100℃/h，进行回火保温处理，保温时间为30小时；
4、回火保温结束后，炉冷降温至400℃，降温速率为50℃/h，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。
实施例2
1、将锻造后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至920℃，升温速率为60℃/h，进行淬火保温处理，保温时间为13小时。
2、淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入PVP淬火液中冷却130分钟，将PVP淬火液的温度控制在30～50℃，冷却后的所述中碳低合金钢轴锻件温度为110～140℃。
3、然后将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至670℃，升温速率为80℃/h，进行回火保温处理，保温时间为35小时；
4、回火保温结束后，炉冷降温至350℃，降温速率为40℃/h，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。
实施例3
1、将锻造后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至900℃，升温速率为70℃/h，进行淬火保温处理，保温时间为12小时。
2、淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入PVP淬火液中冷却110分钟，将PVP淬火液的温度控制在30～50℃，冷却后的所述中碳低合金钢轴锻件温度为120～150℃。
3、然后将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至650℃，升温速率为90℃/h，进行回火保温处理，保温时间为30小时；
4、回火保温结束后，炉冷降温至350℃，降温速率为50℃/h，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。
实施例4
1、将锻造后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至900℃，升温速率为60℃/h，进行淬火保温处理，保温时间为9小时。
2、淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入水中冷却3分钟，然后放入油中冷却180分钟，将水的温度控制在20～35℃，将油的温度控制在50～65℃，冷却后的所述中碳低合金钢轴锻件温度为110～150℃。
3、然后将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至620℃，升温速率为100℃/h，进行回火保温处理，保温时间为30小时；
4、回火保温结束后，炉冷降温至400℃，降温速率为50℃/h，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。
实施例5
1、将锻造后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至920℃，升温速率为70℃/h，进行淬火保温处理，保温时间为13小时。
2、淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入水中冷却6分钟，然后放入油中冷却240分钟，将水的温度控制在20～35℃，将油的温度控制在50～65℃，冷却后的所述中碳低合金钢轴锻件温度为110～140℃。
3、然后将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至670℃，升温速率为80℃/h，进行回火保温处理，保温时间为35小时；
4、回火保温结束后，炉冷降温至350℃，降温速率为40℃/h，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。
实施例6
1、将锻造后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至900℃，升温速率为70℃/h，进行淬火保温处理，保温时间为12小时。
2、淬火保温结束后，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入水中冷却5分钟，然后放入油中冷却200分钟，将水的温度控制在20～35℃，将油的温度控制在50～65℃，冷却后的所述中碳低合金钢轴锻件温度为110～145℃。
3、然后将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至655℃，升温速率为90℃/h，进行回火保温处理，保温时间为30小时；
4、回火保温结束后，炉冷降温至350℃，降温速率为50℃/h，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。
对实施例3和实施例6制备的中碳低合金钢轴锻件进行取样，取样位置在所述中碳低合金钢轴锻件的端部，将取得的样品制成试验用试样，包括拉伸试样和冲击试样，应用万能材料试验机对拉伸试样进行拉伸试验，应用冲击试验机对冲击试样进行冲击试验，试验结果如下表。
表1为实施例3和实施例6制备的中碳低合金钢轴锻件的力学性能试验结果
Figure BDA0003359091660000061
从表1中可以看出，通过本发明的热处理方法得到的中碳低合金钢轴锻件，其力学性能符合要求，能够确保产品的合格率，减少了轴锻件的重复热处理，避免电力、天然气、人工等资源的浪费，降低了轴锻件的生产成本。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将锻造粗加工后的中碳低合金钢轴锻件装入淬火炉，升温至900～920℃，进行淬火保温处理，保温时间为9～13小时；
(2)将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入淬火液中冷却90～130分钟；
或，将所述中碳低合金钢轴锻件取出，放入水中冷却3～6分钟后，放入油中冷却180～240分钟；
(3)将所述中碳低合金钢轴锻件装入回火炉，升温至620～670℃，进行回火保温处理，保温时间为30～35小时；
(4)炉冷降温至400℃以下，然后将所述中碳低合金钢轴锻件取出在空气中自然冷却。
2.如权利要求1所述中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，在步骤(1)中，淬火炉的升温速率为小于或等于70℃/h。
3.如权利要求1所述中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，所述淬火液为PVP淬火液。
4.如权利要求1所述中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，在步骤(2)的冷却过程中，所述淬火液的温度为小于或等于50℃。
5.如权利要求4所述中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，所述淬火液的温度控制在30～50℃。
6.如权利要求1所述中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，在步骤(2)的冷却过程中，所述水的温度为小于或等于35℃，所述油的温度为小于或等于65℃。
7.如权利要求6所述中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，所述水的温度控制在20～35℃，所述油的温度控制在50～65℃。
8.如权利要求1所述中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，冷却后的所述中碳低合金钢锻件的温度为110～150℃。
9.如权利要求1所述中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，在步骤(3)中，回火炉的升温速率为小于或等于100℃/h。
10.如权利要求1所述中碳低合金钢轴锻件的热处理方法，其特征在于，在步骤(4)中，炉冷降温的速率为小于或等于50℃/h。
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