CN113981190A - 钎具钢的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钎具钢的生产制造技术领域，具体涉及一种钎具钢的热处理方法。本发明通过锻造工序变形温度和变形量的合理控制使奥氏体晶粒能够得到充分的回复再结晶细化，为钢材韧性的提高作充分准备；再对锻后冷却速率进行控制，慢冷，使形变奥氏体转变过程中，先共析铁素体能充分形核并长大，为锻坯硬度值的降低提供必要条件。精锻后增加炉内冷却，炉冷后组织以板条贝氏体为主，板条间距较粗大，有部分粒贝组织出现，为退火做好充分准备，退火完成后得到最终坯料提供给用户。
Description
技术领域
本发明属于钎具钢的生产制造技术领域，具体涉及一种钎具钢的热处理方法。
背景技术
随着社会的发展，用于矿山开采、隧道等施工难度越来越大，要求也越来越高，国内外矿山开采、铁路、公路建设、港口、电站施工以及城建、采石等工程领域中大量使用着各种不同类型的钎具产品，对钎具产品质量要求也越来越高。
钎具用钢的热处理技术，机械性能、物理性能参数和质量的优劣是制造钎具产品的关键点之一，凿岩钎具应用在高频率、高冲击功凿岩机施加的拉压、弯曲、扭转等循环应力作用下，承受着巨大的冲击载荷和剧烈的磨损，服役条件比较苛刻，为了提高钎具产品的使用疲劳寿命，对钎具用钢强度、韧性、疲劳性能等提出了极高的要求。
钎具钢作为凿岩钎具用钢的代表之一，因其具备高强度、高韧性等被用于钎具产品的生产。现有生产钎具钢的制造方法包括冶炼浇注、锻造及退火等工序，退火坯料用于加工成钎具产品，钎具产品需经过调质热处理提高强度和韧性用于实际生产中。
目前国内在凿岩钎具用钢及其制造方法方面的专利文献和文章较多，例如公布号为CN 108504938 A的专利文献公开了一种凿岩钎具中空钢的生产方法，公布号为CN107974629 A的专利文献公开了一种钎具用钢、其制备方法及钎具，但针对钎具钢产品提高疲劳性能热处理工艺方法尚未有见过。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种钎具钢的热处理方法，以提高钎具钢产品的疲劳性能。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：钎具钢的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A，坯料锻造：将所下坯料放置于加热炉内，在500℃-800℃温度区间保温≥2h，再以100℃/h的升温速率升温至1200±10℃，保温≥4h；出炉快锻，开锻温度≥1050℃，压模成型；
步骤B，预先热处理：对压模成型的初期产品进行正火，840±10℃保温4±0.5h，炉冷至300±10℃，出炉空冷，然后回火，加热至温度480±10℃保温8±0.5h，之后出炉空冷；
步骤C，粗车、精车：上车床进行粗车，车掉表面氧化层，然后精确控制尺寸，精车完成成品形状；
步骤D，钻孔：使用钻床钻取孔洞，去掉孔洞周围毛刺；
步骤E，热处理：加热温度950±10℃，保温45±10min，油冷；回火温度200±10℃，保温2±0.5h，空冷。
步骤B中的优选工艺参数为：对压模成型的初期产品进行正火时，840℃保温4h，炉冷至300℃；回火时，加热至温度480℃保温8h。
步骤E中的优选工艺参数为：加热至温度950±10℃后的保温时间为45min；在回火温度200±10℃的条件下，保温2h。
为了提高钎具的使用寿命，通常在步骤E之后，还包括步骤F，喷保护漆，然后得到钎具成品。
本发明的有益效果是：通过锻造工序变形温度和变形量的合理控制使奥氏体晶粒能够得到充分的回复再结晶细化，为钢材韧性的提高作充分准备；再对锻后冷却速率进行控制，慢冷，使形变奥氏体转变过程中，先共析铁素体能充分形核并长大，为锻坯硬度值的降低提供必要条件。精锻后增加炉内冷却，炉冷后组织以板条贝氏体为主，板条间距较粗大，有部分粒贝组织出现，为退火做好充分准备，退火完成后得到最终坯料提供给用户。经实际生产验证，通过该热处理方法生产的钎具钢坯料，按GB/T 231.1-2018检测其硬度值分布在240HB-250HB之间，完全能满足后续加工的要求；再经热处理后试样能达到抗拉强度≥1720MPa，冲击功AKu2≥74J，同时疲劳寿命在试验应力700MPa试验频率100Hz下循环次数达到1千万次未断裂。本发明实施后可为社会创造出明显经济效益。
具体实施方式
下面将通过具体的实施例对本发明的具体实施方式作进一步地阐述。
本发明生产工艺流程为：坯料锻造-预先热处理-粗车-精车-钻孔-去毛刺-热处理-喷漆-成品。各实施例的具体实施过程如下：
实施例1：
(1)坯料锻造，将所下坯料放置于加热炉内，在500℃-600℃温度区间保温，保温时间≥2h，再以100℃/h的升温速率升温至1200±10℃，保温≥4h；出炉快锻，开锻温度≥1050℃，压模成型；
(2)预先热处理，压模成型的的初期产品进行正火，840℃保温4h，炉冷至300℃，出炉空冷，然后回火，加热温度480℃保温8h后出炉空冷的热处理，为下步工序打基础；
(3)粗车、精车，上车床进行粗车，车掉表面氧化层，然后精确控制尺寸，精车完成成品形状；钻孔，使用钻床钻取孔洞，去掉孔洞周围毛刺，能让钎杆和钎具产品正常配套使用；
(4)热处理工艺，加热温度到940±10℃，保温45min，油冷；回火温度200±10℃，保温2h，空冷，检测力学性能，抗拉强度达到1700MPa，冲击韧性为72J，硬度达到49HRC；
(5)疲劳寿命，在热处理工艺后取样，在试验应力600MPa试验频率100Hz下循环次数达到1千万次未断裂；
(6)喷保护漆，得到钎具产品。
实施例2：
(1)坯料锻造，将所下坯料放置于加热炉内，在600℃-700℃温度区间保温，保温时间≥2h，再以100℃/h的升温速率升温至1200±10℃，保温≥4h；出炉快锻，开锻温度≥1050℃，压模成型；
(2)预先热处理，压模成型的的初期产品进行正火，840℃保温4h，炉冷至300℃，出炉空冷，然后回火，加热温度480℃保温8h后出炉空冷的热处理，为下步工序打基础；
(3)粗车、精车，上车床进行粗车，车掉表面氧化层，然后精确控制尺寸，精车完成成品形状；钻孔，使用钻床钻取孔洞，去掉孔洞周围毛刺，能让钎杆和钎具产品正常配套使用；
(4)热处理工艺，加热温度到950±10℃，保温45min，油冷；回火温度200±10℃，保温2h，空冷，检测力学性能，抗拉强度达到1721MPa，冲击韧性为75J，硬度达到49HRC；
(5)疲劳寿命，在热处理工艺后取样，在试验应力700MPa试验频率100Hz下循环次数达到1千万次未断裂；
(6)喷保护漆，得到钎具产品。
实施例3：
(1)坯料锻造，将所下坯料放置于加热炉内，在700℃-800℃温度区间保温，保温时间≥2h，再以100℃/h的升温速率升温至1200±10℃，保温≥4h；出炉快锻，开锻温度≥1050℃，压模成型；
(2)预先热处理，压模成型的的初期产品进行正火，840℃保温4h，炉冷至300℃，出炉空冷，然后回火，加热温度480℃保温8h后出炉空冷的热处理，为下步工序打基础；
(3)粗车、精车，上车床进行粗车，车掉表面氧化层，然后精确控制尺寸，精车完成成品形状；钻孔，使用钻床钻取孔洞，去掉孔洞周围毛刺，能让钎杆和钎具产品正常配套使用；
(4)热处理工艺，加热温度到960±10℃，保温45min，油冷；回火温度200±10℃，保温2h，空冷，检测力学性能，抗拉强度达到1711MPa，冲击韧性为70J，硬度达到47HRC；
(5)疲劳寿命，在热处理工艺后取样，在试验应力600MPa试验频率100Hz下循环次数达到1千万次未断裂；
(6)喷保护漆，得到钎具产品。
Claims (4)
1.钎具钢的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A，坯料锻造：将所下坯料放置于加热炉内，在500℃-800℃温度区间保温≥2h，再以100℃/h的升温速率升温至1200±10℃，保温≥4h；出炉快锻，开锻温度≥1050℃，压模成型；
步骤B，预先热处理：对压模成型的初期产品进行正火，840±10℃保温4±0.5h，炉冷至300±10℃，出炉空冷，然后回火，加热至温度480±10℃保温8±0.5h，之后出炉空冷；
步骤C，粗车、精车：上车床进行粗车，车掉表面氧化层，然后精确控制尺寸，精车完成成品形状；
步骤D，钻孔：使用钻床钻取孔洞，去掉孔洞周围毛刺；
步骤E，热处理：加热温度950±10℃，保温45±10min，油冷；回火温度200±10℃，保温2±0.5h，空冷。
2.根据权利要求1所述的钎具钢的热处理方法，其特征在于：步骤B中，对压模成型的初期产品进行正火时，840℃保温4h，炉冷至300℃；回火时，加热至温度480℃保温8h。
3.根据权利要求1所述的钎具钢的热处理方法，其特征在于：步骤E中，加热至温度950±10℃后的保温时间为45min；在回火温度200±10℃的条件下，保温2h。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的钎具钢的热处理方法，其特征在于：在步骤E之后，还包括步骤F，喷保护漆，得到钎具成品。
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