CN114293102B - 一种17CrNiMo6锻件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种17CrNiMo6锻件的制造方法，其技术方案包括以下步骤：步骤S1：第一火锻造，将锻件坯料加热至1235～1260℃后保温；步骤S2：锻件保温，锻件回炉加热到1235～1260℃后保温；步骤S3：第二火锻造，锻件镦粗和八方拔长；步骤S4：锻件保温，锻件回炉加热到1235～1260℃后保温；步骤S5：第三火锻造；步骤S6：锻件保温，锻件回炉到1235～1260℃后保温；步骤S7：第四火成型，锻件终锻成型，终锻温度≥850℃；步骤S8：锻后热处理，锻件冷却到锻件表面300～350℃进炉，升温至400℃±20℃保温，升温至650℃±20℃保温，升温至950℃±20℃保温，雾冷至580～630℃转风冷至280～350℃入炉，入炉冷却至300℃保温，升温至660℃±20℃保温，冷却至400℃以下，出炉空冷，本发明的优点在于细化晶粒组织，提高力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及合金结构钢处理技术领域，尤其涉及一种17CrNiMo6锻件的制造方法。
背景技术
随着时代的发展，工业水平也逐渐提高，对于合金材料的要求也越来越高，17CrNiMo6作为一种高强度合金钢，由于本身具有良好具备良好的力学性能和韧性，该种合金广泛应用于工矿，船舶，航天等工业领域中，常常用于制备齿轮类零件。目前业内的普遍工艺：加热-锻压-锻后热处理-取样-粗车-检验，具体为820℃左右的温度下淬火后再在200℃下低温回火温度1-2h，但是存在以下的缺点：1、内部疏松和缺陷较多，产品探伤合格率低；2、渗碳热处理后硬度不达标；3、微观组织晶粒太组，导致锻件性能不能满足现在越来越严苛的要求。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种17CrNiMo6锻件的制造方法，其有优点在于采用高温热处理手段，避免生产高温铁素体，并且配合多次锻件大变形，破碎组织，焊合内部疏松和铸造缺陷，细化晶粒组织。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种17CrNiMo6锻件的制造方法，包括以下步骤：
步骤S1：第一火锻造，将锻件坯料加热至1235～1260℃后保温，之后锻件热切水口和冒口；
步骤S2：锻件保温，锻件回炉加热到1235～1260℃后保温；
步骤S3：第二火锻造，锻件镦粗至高度为0.5*外径，之后按高径比＝2.5：1进行八方拔长；
步骤S4：锻件保温，锻件回炉加热到1235～1260℃后保温；
步骤S5：第三火锻造，锻件依次经过镦粗、拔长、号印分料；
步骤S6：锻件保温，锻件回炉到1235～1260℃后保温；
步骤S7：第四火成型，锻件终锻成型，终锻温度≥850℃；
步骤S8：锻后热处理，锻件冷却到锻件表面300～350℃进炉，升温至400℃±20℃保温，继续升温至650℃±20℃保温，继续升温至950℃±20℃保温，锻件出炉强制雾冷至580～630℃转风冷至280～350℃入炉，入炉冷却至300℃保温，之后升温至660℃±20℃保温，后随炉冷却至400℃以下，出炉空冷。
进一步的，在步骤S1中，将锻件加热至1250℃，保温时间为4～5h，水口切除不小于4％，冒口切除不小于14％。
进一步的，在步骤S2中，锻件回炉加热至1250℃，保温时间≥5h。
进一步的，在步骤S3中，锻件镦粗到指定高度之后，压机保压2～3min，锻件的锻造比≥5。
进一步的，在步骤S4中，锻件回炉加热至1250℃，保温时间≥10h。
进一步的，在步骤S5中，锻造比≥4。
进一步的，在步骤S6中，锻件回炉加热至1250℃，保温时间≤5h。
进一步的，在步骤S8中，升温阶段：锻件在400℃±20℃下保温3～5h，锻件在650℃±20℃下保温5～6h，锻件在950℃±20℃下保温25～30h；冷却阶段：锻件在300℃保温2～3h，锻件在660℃±20℃保温60～65h。
进一步的，在步骤S8中，升温速度不得＞60℃/h，随炉冷却降温速度不得＞30℃/h。
一种17CrNiMo6锻件，包括按质量百分比计数的成分：C：0.14-0.19；Si：0.15-0.35；Mn：0.40-0.60；P≤0.025；S≤0.025；Cr：1.50-1.80；Ni：1.40-1.75；Mo：0.25-0.35；Cu≤0.12；AI≤0.015；余量为Fe。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.多次热处理均采用1250℃左右高温，在该温度下该材料不产生高温铁素体，并且在改温度下进行大变形，充分破碎组织，有利于细化晶粒，切除水口和冒口，避免水口和冒口影响锻件成品质量。
2.通过第二火锻造控制锻造比≥5和保压2-3Min，充分焊合内部疏松和铸造缺陷，提高探伤合格率。
3.通过第二火、第三火、第四火锻造，进一步破碎粗晶组织，细化晶粒，控制锻造比将晶粒度控制≥6级。
4.通过多梯度温度变化的锻后热处理，能有有效控制渗碳层深度，金相组织，表面硬度，可以细化晶粒组织，控制晶粒度≥6级；并且提高产品的拉伸性能和延伸率。
5.合金成分精确控制，特别控制其含铝AI的量，避免产生高温铁素体，有利于晶粒细化。
附图说明
图1是一种17CrNiMo6锻件的制造方法的步骤示意图。
图2是17CrNiMo6锻件调制后的检测金相图。
图3是17CrNiMo6正火的检测金相图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
实施例1：
一种17CrNiMo6锻件的制造方法，如图1所示，包括以下步骤：
在锻造之前，准备合金粗坯，包括按质量百分比计数的成分：C：0.14-0.19；Si：0.15-0.35；Mn：0.40-0.60；P≤0.025；S≤0.025；Cr：1.50-1.80；Ni：1.40-1.75；Mo：0.25-0.35；Cu≤0.12；AI≤0.015；余量为Fe。
步骤S1：第一火锻造，将锻件坯料加热至1250℃后保温4h，之后锻件热切水口和冒口，水口切除不小于4％，冒口切除不小于14％。
步骤S2：锻件保温，锻件回炉加热到1250℃后保温，保温时间≥5h。
步骤S3：第二火锻造，锻件镦粗至高度为0.5*外径，锻件镦粗到指定高度之后，压机保压2～3min，之后按高径比＝2.5：1进行八方拔长，保证锻件的锻造比≥5。
步骤S4：锻件保温，锻件回炉加热到1250℃后保温，保温时间≥10h。
步骤S5：第三火锻造，锻件依次经过镦粗、拔长、号印分料，保证锻件的锻造比≥4。
步骤S6：锻件保温，锻件回炉到1250℃后保温，保温时间≤5h。
步骤S7：第四火成型，锻件终锻成型，终锻温度≥850℃。
步骤S8：锻后热处理，锻件冷却到锻件表面300℃进炉，升温至380℃保温3h，继续升温至630℃保温5h，继续升温至930℃保温25h，锻件出炉强制雾冷至580～630℃转风冷至280～350℃入炉，入炉冷却至300℃保温2h，之后升温至640℃保温60h，后随炉冷却至400℃以下，出炉空冷。其中升温速度不得＞60℃/h，随炉冷却降温速度不得＞30℃/h。
实施例2：
与实施例1不同的步骤在于：
步骤S1：第一火锻造，将锻件坯料加热至1237℃后保温5h，之后锻件热切水口和冒口，水口切除不小于4％，冒口切除不小于14％。
步骤S2：锻件保温，锻件回炉加热到1237℃后保温，保温时间≥5h。
步骤S4：锻件保温，锻件回炉加热到1237℃后保温，保温时间≥10h。
步骤S6：锻件保温，锻件回炉到1237℃后保温，保温时间≤5h。
步骤S8：锻后热处理，锻件冷却到锻件表面330℃进炉，升温至400℃保温4h，继续升温至650℃保温5h，继续升温至930℃保温28h，锻件出炉强制雾冷至580～630℃转风冷至280～350℃入炉，入炉冷却至300℃保温3h，之后升温至660℃保温60h，后随炉冷却至400℃以下，出炉空冷。其中升温速度不得＞60℃/h，随炉冷却降温速度不得＞30℃/h。
实施例3：
与实施例1不同的步骤在于：
步骤S1：第一火锻造，将锻件坯料加热至1260℃后保温5h，之后锻件热切水口和冒口，水口切除不小于4％，冒口切除不小于14％。
步骤S2：锻件保温，锻件回炉加热到1260℃后保温，保温时间≥5h。
步骤S4：锻件保温，锻件回炉加热到1260℃后保温，保温时间≥10h。
步骤S6：锻件保温，锻件回炉到1260℃后保温，保温时间≤5h。
步骤S8：锻后热处理，锻件冷却到锻件表面340℃进炉，升温至420℃保温5h，继续升温至670℃保温6h，继续升温至970℃保温30h，锻件出炉强制雾冷至580～630℃转风冷至280～350℃入炉，入炉冷却至300℃保温3h，之后升温至680℃保温65h，后随炉冷却至400℃以下，出炉空冷。其中升温速度不得＞60℃/h，随炉冷却降温速度不得＞30℃/h。
锻件综合力学性能测试：
工作人员对两组试样分别进行综合力学实验，详细检测结果见表1。
检测项目：室温拉伸，室温冲击，硬度。
表1
结论：
1、锻件的抗拉强度超过标准200～300Mpa左右，相较于标准提升近20％。
2、锻件的屈服强度超过标准200～250Mpa左右，相较于标准提升近25％。
3、断后伸长率和断面收缩率也远远超过标准近一倍。
4、锻件的冲击功和硬度也满足相应的性能指标。
锻件金相检测：
检测规格：100μm。
试样1：17CrNiMo6调剂后采用晶粒度氧化法检测，金相结果如图2所示，晶粒组织细密且均匀，没有晶界断裂的情况。
试样2：17CrNiMo6正火处理后采用4％硝酸酒精腐蚀之后进行检测，金相结果如图3所示，晶粒组织细密且均匀，没有晶界断裂的情况。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种17CrNiMo6锻件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：第一火锻造，将锻件坯料加热至1235~1260℃后保温，保温时间为4~5h，之后锻件热切水口和冒口；
步骤S2：锻件保温，锻件回炉加热到1235~1260℃后保温，保温时间≥5h；
步骤S3：第二火锻造，锻件镦粗至高度为0.5*外径，之后按高径比=2.5：1进行八方拔长，锻件的锻造比≥5；
步骤S4：锻件保温，锻件回炉加热到1235~1260℃后保温，保温时间≥10h；
步骤S5：第三火锻造，锻件依次经过镦粗、拔长、号印分料，锻造比≥4；
步骤S6：锻件保温，锻件回炉到1235~1260℃后保温，保温时间≤5h；
步骤S7：第四火成型，锻件终锻成型，终锻温度≥850℃；
步骤S8：锻后热处理，锻件冷却到锻件表面300~350℃进炉，升温至400℃±20℃，保温3~5h，继续升温至650℃±20℃，保温5~6h，继续升温至950℃±20℃保温，保温25~30h，锻件出炉强制雾冷至580~630℃转风冷至280~350℃入炉，入炉冷却至300℃保温，保温2~3h，之后升温至660℃±20℃保温，保温60~65h，后随炉冷却至400℃以下，出炉空冷。
2.根据权利要求1所述的一种17CrNiMo6锻件的制造方法，其特征在于：在步骤S1中，将锻件加热至1250℃，水口切除不小于4%，冒口切除不小于14%。
3.根据权利要求1所述的一种17CrNiMo6锻件的制造方法，其特征在于：在步骤S2中，锻件回炉加热至1250℃。
4.根据权利要求1所述的一种17CrNiMo6锻件的制造方法，其特征在于：在步骤S3中，锻件镦粗到指定高度之后，压机保压2~3min。
5.根据权利要求1所述的一种17CrNiMo6锻件的制造方法，其特征在于：在步骤S4中，锻件回炉加热至1250℃。
6.根据权利要求1所述的一种17CrNiMo6锻件的制造方法，其特征在于：在步骤S6中，锻件回炉加热至1250℃。
7.根据权利要求1所述的一种17CrNiMo6锻件的制造方法，其特征在于：在步骤S8中，升温速度不得＞60℃/h，随炉冷却降温速度不得＞30℃/h。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的17CrNiMo6锻件的制造方法制造的锻件，其特征在于，包括按质量百分比计数的成分：C：0.14-0.19；Si：0.15-0.35；Mn：0.40-0.60；P≤0.025；S≤0.025；Cr：1.50-1.80；Ni：1.40-1.75；Mo：0.25-0.35；Cu≤0.12；Al≤0.015；余量为Fe。
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