CN114015845A - 一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于齿轮制造技术领域，具体公开了一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，包括以下步骤：S1:准备坯料并下料；S2:加热与多次锻造；在燃气炉中加热，将坯料经过三墩两拔锻造并一火成型；S3:将坯料环冷至室温；S4:锻后处理：采用正火和球化退火进行处理。上述方法，经过多次反复锻造，并进行正火和球化退火处理，不仅容易控制，而且使得组织均匀，保证产品的合格率。
Description
技术领域
本发明属于齿轮制造技术领域，尤其涉及一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法。
背景技术
17CrNiMo6材料属于德国标准材料中的合金渗碳钢，主要用于重型齿轮选材。随着我国风电、船舶等行业的兴起，相对应的齿轮零部件越做越大，该材料因此运用越来越广。该材料由于国内的冶炼水平差异以及材料的锻造热加工温度不当，及其容易形成带状组织。通常该材料改善带状组织的常规工艺流程为：产品锻造后采用等温正火工艺。该工艺容易受装炉量以及零件截面尺寸等影响。等温正火不容易控制其冷却速率，冷速过快，容易形成贝氏体组织，导致组织不均匀，不合格，并且硬度高，加工困难等。冷速过慢，容易加剧带状组织的形成，导致后面的齿轮渗碳淬火变形加大，影响齿轮精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，以解决采用等温正火工艺来改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，难以控制冷却速率，导致产品不合格的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，包括以下步骤：
S1:准备坯料并下料，坯料的尺寸为ΦA0*B0；
S2:加热与多次锻造；在燃气炉中加热，加热温度为T1，保温时间为t，将坯料经过三墩两拔锻造并一火成型；具体步骤如下：将坯料墩粗至高度为B1；再将坯料压六方并滚圆拔长至高度为B2，B1＜B2＜B0；再将坯料墩粗至高度为B1；然后将坯料压六方并滚圆拔长至高度为B2；再将坯料墩粗至高度为B3，B3＜B1，最后将坯料滚圆平端面整形至产品的工艺尺寸，ΦA1*B4，A1＞A0，B4＜B3；
S3:将坯料环冷至室温；
S4:锻后处理：采用正火和球化退火进行处理，具体步骤为：将坯料均匀地放入台车炉中，首先充入气源，按照T2温度进行正火加热处理，保温系数为a；正火后断掉气源，将毛坯空冷至室温；然后按照T3温度进行球化退火处理，保温系数为b；球化退火处理后再随炉冷却至T4温度进行等温保温处理，保温系数为c；最后再将毛坯拉出进行空冷处理。
进一步，还包括步骤S5:取样理化检测；在坯料上切取试样块，对试样块进行打磨和镜面抛光，再用硝酸酒精溶液腐蚀；最后再显微镜下观察带状组织情况。
进一步，在步骤S1中，坯料的尺寸为Φ350mm*730mm。
进一步，在步骤S2中，加热温度T1为1220±10℃，保温时间t为2.5h；B1为350mm；B2为700mm；B3为290mm，B4为275mm；A1为548mm。
进一步，在步骤S4中，温度T2为940±5℃，温度T3为740±5℃；温度T4为670±5℃；保温系数a和b为1.2min/mm，保温系数c为3.0min/mm。
进一步，具体的取样方式为，在车床上切取40mm*40mm的试样环，在锯床上对试样环进行分离试样，锯成10mm*10mm*10mm的金相试样块。
进一步，硝酸酒精的浓度为4％，腐蚀时间为3-5min。
进一步，在步骤S2中，进行三墩两拔锻造时，每次锻造比≥2.0。
进一步，在步骤S4中，坯料在台车炉中进行叠装时，保证相邻坯料之间的间隔大于50mm。
本技术方案的有益效果在于：①经过多次反复锻造，并进行正火和球化退火处理，不仅容易控制，而且使得组织均匀，保证产品的合格率。②进行三墩两拔锻造，能够均匀组织，改善成分偏析的问题。一火成型能够有效控制终锻温度。
附图说明
图1为本发明一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法的流程图；
图2为步骤S4中正火的工艺曲线图；
图3为步骤S4中球化退火的工艺曲线图；
图4为取样理化检测中编号为1#的检测结果图；
图5为取样理化检测中编号为2#的检测结果图；
图6为取样理化检测中编号为3#的检测结果图；
图7为取样理化检测中编号为4#的检测结果图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例基本如附图1-3所示：一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，包括以下步骤：
S1:准备锻棒坯料并下料，坯料的尺寸为Φ350mm*730mm；
S2:加热与多次锻造；在燃气炉中加热，加热温度为1220±10℃，具体为1220℃，保温时间为2.5h，将坯料经过三墩两拔锻造并一火成型，每次锻造比≥2.0；具体步骤如下：将坯料墩粗至高度为350mm；再将坯料压六方并滚圆拔长至高度为700mm；再将坯料墩粗至高度为350mm；然后将坯料压六方并滚圆拔长至高度为700mm；再将坯料墩粗至高度为290mm，最后将坯料滚圆平端面整形至产品的工艺尺寸Φ548mm*275mm；
S3:将坯料环冷至室温；
S4:锻后处理：如图2、3所示，采用正火和球化退火进行处理，具体步骤为：将坯料均匀地放入台车炉中(坯料在台车炉中进行叠装时，保证相邻坯料之间的间隔大于50mm)，首先充入气源，按照940±5℃的温度进行正火加热处理，具体为940℃，保温系数为1.2min/mm；正火后断掉气源，将毛坯空冷至室温；然后按照740±5℃的温度进行球化退火处理，具体为740℃，保温系数为1.2min/mm；球化退火处理后再随炉冷却至670±5℃的温度进行等温保温处理，具体为670℃，保温系数为3.0min/mm；最后再将毛坯拉出进行空冷处理；
S5:取样理化检测：在车床上切取40mm*40mm的试样环，在锯床上对试样环进行分离试样，锯成10mm*10mm*10mm的金相试样块，对试样块进行打磨和镜面抛光，再用4％的硝酸酒精溶液腐蚀3-5分钟，具体为4分钟；最后再显微镜下观察带状组织情况。
将背景技术中采用等温正火工艺生产的产品和本案生产的产品进行取样理化检测，检测结果如下表：
从上表可以看出，采用正火+球化退火处理，能够使得产品带状组织均匀，保证产品的合格率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (9)
1.一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1:准备坯料并下料，坯料的尺寸为ΦA0*B0；
S2:加热与多次锻造；在燃气炉中加热，加热温度为T1，保温时间为t，将坯料经过三墩两拔锻造并一火成型；具体步骤如下：将坯料墩粗至高度为B1；再将坯料压六方并滚圆拔长至高度为B2，B1＜B2＜B0；再将坯料墩粗至高度为B1；然后将坯料压六方并滚圆拔长至高度为B2；再将坯料墩粗至高度为B3，B3＜B1，最后将坯料滚圆平端面整形至产品的工艺尺寸，ΦA1*B4，A1＞A0，B4＜B3；
S3:将坯料环冷至室温；
S4:锻后处理：采用正火和球化退火进行处理，具体步骤为：将坯料均匀地放入台车炉中，首先充入气源，按照T2温度进行正火加热处理，保温系数为a；正火后断掉气源，将毛坯空冷至室温；然后按照T3温度进行球化退火处理，保温系数为b；球化退火处理后再随炉冷却至T4温度进行等温保温处理，保温系数为c；最后再将毛坯拉出进行空冷处理。
2.根据权利要求1所述的一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，其特征在于：还包括步骤S5:取样理化检测；在坯料上切取试样块，对试样块进行打磨和镜面抛光，再用硝酸酒精溶液腐蚀；最后再显微镜下观察带状组织情况。
3.根据权利要求1所述的一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，其特征在于：在步骤S1中，坯料的尺寸为Φ350mm*730mm。
4.根据权利要求3所述的一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，其特征在于：在步骤S2中，加热温度T1为1220±10℃，保温时间t为2.5h；B1为350mm；B2为700mm；B3为290mm，B4为275mm；A1为548mm。
5.根据权利要求4所述的一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，其特征在于：在步骤S4中，温度T2为940±5℃，温度T3为740±5℃；温度T4为670±5℃；保温系数a和b为1.2min/mm，保温系数c为3.0min/mm。
6.根据权利要求2所述的一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，其特征在于：具体的取样方式为，在车床上切取40mm*40mm的试样环，在锯床上对试样环进行分离试样，锯成10mm*10mm*10mm的金相试样块。
7.根据权利要求6所述的一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，其特征在于：硝酸酒精的浓度为4％，腐蚀时间为3-5min。
8.根据权利要求1所述的一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，其特征在于：在步骤S2中，进行三墩两拔锻造时，每次锻造比≥2.0。
9.根据权利要求1所述的一种改善17CrNiMo6产品带状组织的方法，其特征在于：在步骤S4中，坯料在台车炉中进行叠装时，保证相邻坯料之间的间隔大于50mm。
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