CN115198059B - 一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法 - Google Patents

一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115198059B
CN115198059B CN202210645320.7A CN202210645320A CN115198059B CN 115198059 B CN115198059 B CN 115198059B CN 202210645320 A CN202210645320 A CN 202210645320A CN 115198059 B CN115198059 B CN 115198059B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic field
treatment
test piece
cryogenic
18crnimo7
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210645320.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115198059A (zh
Inventor
张瑞亮
冯泽轩
刘宇杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN202210645320.7A priority Critical patent/CN115198059B/zh
Publication of CN115198059A publication Critical patent/CN115198059A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115198059B publication Critical patent/CN115198059B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/04—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/04—Hardening by cooling below 0 degrees Celsius
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

本发明公开了一种增加18CrNiMo7‑6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法，属于热处理技术领域。该处理方法包括以下步骤：将18CrNiMo7‑6渗碳钢进行加热处理，之后油冷得到预处理试件；将得到的预处理试件进行磁场深冷处理；磁场深冷处理结束后恢复至室温，进行交变处理；交变处理结束后进行回火处理，结束后冷却至室温即可得到所述增加耐磨性的18CrNiMo7‑6渗碳钢。通过上述磁场深冷处理方法可以提高18CrNiMo7‑6渗碳钢表面的硬度，使其耐磨性能更好。

Description

一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法
技术领域
本发明涉及一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法，属于热处理技术领域。
背景技术
渗碳钢通常指需经渗碳淬火、低温回火后使用的钢，它一般为低碳的优质碳素结构钢与合金结构钢，具有高碳的耐磨表层和低碳的高强韧性心部，能承受巨大的冲击载荷、接触应力和磨损。
18CrNiMo7-6渗碳钢是渗碳钢牌号中的一种，其属于一种表面硬化钢，具有高强度、高韧性和高淬透性等特点，经过成型之后，对其进行渗碳或者渗氮工艺，可以得到具有高耐磨强度的表面和高韧性芯部的结构件。该渗碳钢钢主要应用于轨道交通、风电、航空航天、工业机器人等高端齿轮产品。这些高端齿轮产品的工作环境比较复杂、恶劣，磨损严重，维护成本高，使用传统热处理“淬火+低温回火”所得18CrNiMo7-6渗碳钢不足以满足轨道交通、风电、航空航天、工业机器人等高端齿轮产品对齿轮材料高耐磨性的要求。所以如何进一步提高18CrNiMo7-6渗碳钢的耐磨损性能是现在亟需解决的技术问题。
磁场深冷处理是磁场和深冷处理耦合的一种新型热处理工艺，对金属基体、合金材料的初步研究表明它可以有效提高耐磨性，进一步提高产品的使用寿命，减少维护成本。但是，对18CrNiMo7-6渗碳材料耐磨性有影响的热处理工艺研究尚不完善。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法，以提高18CrNiMo7-6渗碳钢材料表面的硬度，提高其耐磨性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提出了一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法，包括以下步骤：
(1)将18CrNiMo7-6渗碳钢进行加热处理，之后油冷得到预处理试件；
(2)将步骤(1)得到的预处理试件进行磁场深冷处理；
(3)磁场深冷处理结束后恢复至室温，进行交变处理；
(4)交变处理结束后进行回火处理，结束后冷却至室温即可得到所述增加耐磨性的18CrNiMo7-6渗碳钢。
进一步地，步骤(1)中，油冷结束后需清洗试件表面以去除油污。
进一步地，步骤(1)中，所述加热处理的温度为810℃，保温2h。
进一步地，步骤(1)中，油冷至温度为15℃。
进一步地，步骤(2)中，将步骤(1)得到的预处理试件放入感应线圈中，然后将感应线圈和预处理试件一同放入深冷箱中进行深冷处理，预处理试件之间留有空隙，目的为了保证冷却速率均匀一致。
进一步地，步骤(2)中，所述磁场深冷处理为在深冷处理的过程中同时施加磁场，通过控制感应线圈电流大小来控制磁场强度。
进一步地，所述深冷处理的温度为-120℃～-190℃，保温4～24h。
进一步地，当预处理试件温度达到深冷处理的温度10min后再施加磁场。
进一步地，所述磁场的磁场强度为0.1～1T。
进一步地，所述磁场每次持续2s，间隔3s后再次施加，共施加5次。
进一步地，步骤(3)中，所述交变处理具体为：将步骤(1)得到的预处理试件进行磁场深冷处理，磁场深冷处理结束后恢复至室温，加热至80℃，保温1h，之后降温至-120℃～-190℃，保温2h，之后升至室温。
进一步地，所述交变处理的次数为0～3次，交变0次就是完成步骤(2)后不进行步骤(3)，直接回火步骤(4)，交变1次就是完成步骤(2)后进行一次步骤(3)，交变2次就是完成步骤(2)后进行两次步骤(3)，以此类推。
进一步地，处理过程中，步骤(2)之后的升降温速率均为1～5℃/min，淬火、回火过程升降温速率没限制。
本发明公开了以下技术效果：
1)本发明的磁场深冷处理方法可以提高18CrNiMo7-6渗碳钢表面的硬度，使其耐磨性能更好，可作为耐磨零件制备的最终工艺，操作简便，成本低廉，无污染，有利于对环境的保护。
2)与传统热处理工艺相比，本发明具有如下优点：深冷环境下，淬火后的18CrNiM7-6渗碳钢组织中含有的残余奥氏体易向马氏体转变，在外加磁场的作用下提高马氏体相变温度Ms点，进一步促进残余奥氏体的转变，提高马氏体转变量，马氏体组织具有较高的硬度；马氏体含量的增加有利于提高18CrNiM7-6渗碳钢表面的硬度，硬度越高材料的耐磨性越好，因此材料的耐磨性提高。另外，外加磁场引起金属材料的磁致塑性效应使位错运动更灵活，加强了材料的塑性变形能力。而且外加磁场的磁化作用会分割和细化组织中大块的晶粒，使塑性变形更均匀，减少内应力集中现象，并使材料的晶粒平均尺寸减小，组织分布更均匀、致密，从而提高了硬度和耐磨性。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的磁场深冷处理方法使用的装置结构示意图，其中，1-试件，2-氮气低温环境，3-磁感应线圈，4-耐火砖，5-深冷箱；
图2为本发明实施例1的处理过程工艺图；
图3为经过本发明实施例1处理过程得到的18CrNiMo7-6渗碳钢金相图；
图4为经过本发明实施例2处理过程得到的18CrNiMo7-6渗碳钢金相图；
图5为经过本发明对比例1处理过程得到的18CrNiMo7-6渗碳钢金相图；
图6为经实施例1～5与对比例1～4处理的试样的硬度测试对比图；
图7为经实施例1～5与对比例1～4处理的试样的磨损质量对比图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明实施例所用18CrNiMo7-6渗碳钢等原料均为市售购买得到。
本发明实施例的增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法，包括以下步骤：
(1)将18CrNiMo7-6渗碳钢进行加热处理，之后油冷得到预处理试件；
(2)将步骤(1)得到的预处理试件进行磁场深冷处理；
(3)磁场深冷处理结束后恢复至室温，进行交变处理；
(4)交变处理结束后进行回火处理，结束后冷却至室温即可得到所述增加耐磨性的18CrNiMo7-6渗碳钢。
优选地，步骤(1)中，所述加热处理的温度为810℃，保温2h。
优选地，步骤(1)中，油冷至温度为15℃。
优选地，步骤(2)中，将步骤(1)得到的预处理试件放入感应线圈中，然后将感应线圈和预处理试件一同放入深冷箱中进行深冷处理，预处理试件之间留有空隙，目的为了保证冷却速率均匀一致。
优选地，步骤(2)中，所述磁场深冷处理为在深冷处理的过程中同时施加磁场，通过控制感应线圈电流大小来控制磁场强度。
优选地，所述深冷处理的温度为-120℃～-190℃，保温4～24h。
进一步地，当预处理试件温度达到深冷处理的温度10min后再施加磁场。
优选地，所述磁场的磁场强度为0.1～1T。
优选地，所述磁场每次持续2s，间隔3s后再次施加，共施加5次。
优选地，步骤(3)中，所述交变处理具体为：将步骤(1)得到的预处理试件进行磁场深冷处理，磁场深冷处理结束后恢复至室温，加热至80℃，保温1h，之后降温至-120℃～-190℃，保温2h，之后升至室温。。
优选地，所述交变处理的次数为0～3次，交变0次就是完成步骤(2)后不进行步骤(3)，直接回火步骤(4)，交变1次就是完成步骤(2)后进行一次步骤(3)，交变2次就是完成步骤(2)后进行两次步骤(3)，以此类推。
优选地，处理过程中，步骤(2)之后的升降温速率均为1～5℃/min，淬火、回火过程升降温速率没限制。
以下通过实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明以下实施例中所述“室温”是指15℃。
以下实施例中所用磁场深冷处理方法所用装置的结构示意图如图1，其中，1-试件，2-氮气低温环境，3-磁感应线圈，4-耐火砖，5-深冷箱。
实施例1
(1)将18CrNiMo7-6渗碳钢试件1放入马弗炉中加热至810℃，保温2h，保温结束后油冷至15℃，并用丙酮清洗剂清洗试件表面的油污得到预处理试件；
(2)将步骤(1)得到的预处理试件1放入磁感应线圈3中，然后将感应线圈3和预处理试件1一同放入深冷箱5中，预处理试件1之间留有空隙，目的为了保证冷却速率均匀一致；
(3)采用液氮对深冷箱5中的试件进行深冷降温处理，控制深冷箱5降温速率为2℃/min，降温至深冷温度-120℃，并保温4h，降温过程中，当温度达到-120℃时，10min后施加磁场，控制磁场强度为0.6T，磁场每次持续2s，间隔3s后再次施加，一共施加5次；
(4)深冷保温结束后以2℃/min的升温速率将试件在深冷箱5中恢复至室温15℃；
(5)将恢复至室温的试件1以2℃/min的升温速率加热至80℃，保温1h，随后以2℃/min的降温速率降至-120℃，保温2h，之后以2℃/min的升温速率恢复至室温15℃，交变处理3次；
(6)将恢复至室温的试件从深冷箱5中取出，放入马弗炉中进行回火处理，回火处理的温度为190℃，保温4h，之后随炉冷却至室温15℃即可。
图2为本发明实施例1的处理过程工艺图。
图3为经过本发明实施例1处理过程得到的18CrNiMo7-6渗碳钢金相图，由图3可以看出，其组织主要含有部分残余奥氏体，回火马氏体和小部分细针状马氏体；磁场深冷处理促进奥氏体转变为马氏体，奥氏体向马氏体转化的过程中钢析出的碳改善马氏体的基体组织，增加了材料的硬度。
实施例2
(1)将18CrNiMo7-6渗碳钢试件放入马弗炉中加热至810℃，保温2h，保温结束后油冷至15℃，并用丙酮清洗剂清洗试件表面的油污得到预处理试件；
(2)将步骤(1)得到的预处理试件放入磁感应线圈中，然后将感应线圈和预处理试件一同放入深冷箱中，预处理试件之间留有空隙，目的为了保证冷却速率均匀一致；
(3)采用液氮对深冷箱中的试件进行深冷降温处理，控制深冷箱降温速率为2℃/min，降温至深冷温度-190℃，并保温16h，降温过程中，当温度达到-190℃时，10min后施加磁场，控制磁场强度为0.6T，磁场每次持续2s，间隔3s后再次施加，一共施加5次；
(4)深冷保温结束后以2℃/min的升温速率将试件在深冷箱中恢复至室温15℃，即交变处理0次；
(5)将恢复至室温的试件从深冷箱中取出，放入马弗炉中进行回火处理，回火处理的温度为190℃，保温4h，之后随炉冷却至室温15℃即可。
图4为经过本发明实施例2处理过程得到的18CrNiMo7-6渗碳钢金相图，由图4可以看出，其组织中残余奥氏体的含量最少，马氏体含量最多，马氏体组织具有较高的硬度，因此材料表面硬度更高。
实施例3
(1)将18CrNiMo7-6渗碳钢试件放入马弗炉中加热至810℃，保温2h，保温结束后油冷至15℃，并用丙酮清洗剂清洗试件表面的油污得到预处理试件；
(2)将步骤(1)得到的预处理试件放入磁感应线圈中，然后将感应线圈和预处理试件一同放入深冷箱中，预处理试件之间留有空隙，目的为了保证冷却速率均匀一致；
(3)采用液氮对深冷箱中的试件进行深冷降温处理，控制深冷箱降温速率为1℃/min，降温至深冷温度-160℃，并保温24h，降温过程中，当温度达到-160℃时，10min后施加磁场，控制磁场强度为1T，磁场每次持续2s，间隔3s后再次施加，一共施加5次；
(4)深冷保温结束后以1℃/min的升温速率将试件在深冷箱中恢复至室温15℃；
(5)将恢复至室温的试件以1～5℃/min的升温速率加热至80℃，保温1h，随后以1℃/min的降温速率降至-160℃，保温2h，之后以1℃/min的升温速率恢复至室温15℃，交变次数1次；
(6)将恢复至室温的试件从深冷箱中取出，放入马弗炉中进行回火处理，回火处理的温度为190℃，保温4h，之后随炉冷却至室温15℃即可。
实施例4
(1)将18CrNiMo7-6渗碳钢试件放入马弗炉中加热至810℃，保温2h，保温结束后油冷至15℃，并用丙酮清洗剂清洗试件表面的油污得到预处理试件；
(2)将步骤(1)得到的预处理试件放入磁感应线圈中，然后将感应线圈和预处理试件一同放入深冷箱中，预处理试件之间留有空隙，目的为了保证冷却速率均匀一致；
(3)采用液氮对深冷箱中的试件进行深冷降温处理，控制深冷箱降温速率为5℃/min，降温至深冷温度-140℃，并保温10h，降温过程中，当温度达到-140℃时，10min后施加磁场，控制磁场强度为0.8T，磁场每次持续2s，间隔3s后再次施加，一共施加5次；
(4)深冷保温结束后以5℃/min的升温速率将试件在深冷箱中恢复至室温15℃；
(5)将恢复至室温的试件以5℃/min的升温速率加热至80℃，保温1h，随后5℃/min的降温速率降至-140℃，保温2h，之后以5℃/min的升温速率恢复至室温15℃，交变次数2次；
(6)将恢复至室温的试件从深冷箱中取出，放入马弗炉中进行回火处理，回火处理的温度为190℃，保温4h，之后随炉冷却至室温15℃即可。
实施例5
(1)将18CrNiMo7-6渗碳钢试件放入马弗炉中加热至810℃，保温2h，保温结束后油冷至15℃，并用丙酮清洗剂清洗试件表面的油污得到预处理试件；
(2)将步骤(1)得到的预处理试件放入磁感应线圈中，然后将感应线圈和预处理试件一同放入深冷箱中，预处理试件之间留有空隙，目的为了保证冷却速率均匀一致；
(3)采用液氮对深冷箱中的试件进行深冷降温处理，控制深冷箱降温速率为4℃/min，降温至深冷温度-180℃，并保温22h，降温过程中，当温度达到-180℃时，10min后施加磁场，控制磁场强度为0.1T，磁场每次持续2s，间隔3s后再次施加，一共施加5次；
(4)深冷保温结束后以4℃/min的升温速率将试件在深冷箱中恢复至室温15℃；
(5)将恢复至室温的试件以4℃/min的升温速率加热至80℃，保温1h，随后以4℃/min的降温速率降至-180℃，保温2h，之后以4℃/min的升温速率恢复至室温15℃，交变次数3次；
(6)将恢复至室温的试件从深冷箱中取出，放入马弗炉中进行回火处理，回火处理的温度为190℃，保温4h，之后随炉冷却至室温15℃即可。
对比例1
将18CrNiMo7-6渗碳钢试件放入马弗炉中加热至810℃，保温时间为2h，保温结束后油淬至室温，清洗表面油污；将淬火完成后的试件放入马弗炉中加热至190℃，保温时间为4h，保温结束后随炉冷却至室温即可。
图5为经过本发明对比例1处理过程得到的18CrNiMo7-6渗碳钢金相图，由图5可以看出，该试件组织中仍存在屈氏体、回火马氏体、回火贝氏体及大量残余奥氏体。
对比例2
同实施例1，区别仅在于，步骤(3)中采用液氮对深冷箱中的试件进行深冷降温处理，控制深冷箱降温速率为2℃/min，降温至深冷温度-120℃，并保温4h，降温过程中，当温度达到-120℃时，10min后施加磁场，控制磁场强度为0.6T，直到深冷保温结束去除磁场。
对比例3
同实施例1，区别仅在于，步骤(3)中降温至深冷温度-200℃，并保温15h。
对比例4
同实施例1，区别仅在于，步骤(5)为将恢复至室温的试件以2℃/min的升温速率加热至80℃，保温1h，随后2℃/min的降温速率降至-120℃，保温2h，之后以2℃/min的升温速率恢复至室温15℃，交变次数5次。
硬度测试
将经实施例1～5与对比例1～4的试样进行硬度测试，测试硬度对比图见图6，可见对比例处理的试件洛氏硬度明显低于经实施例的试件。
耐磨性能测试
分别将实施例1～5与对比例1～4处理后的试样切割为Ф30mm×5mm规格大小的三块试样，依次使用180目、400目、800目、1500目、2500目型号的砂纸打磨试样表面后用W2.5型号的金刚石研磨膏进行抛光，保证测试表面光滑平整。测试所使用的设备为CFT-I型摩擦磨损试验机，加载载荷为60N，摩擦方式为球盘式往复摩擦，往复摩擦行程为12mm，摩擦速度为500r/min，对磨材料选用新型陶瓷材料Si3N4制成的5mm球体，摩擦时间为30min。为确保实验的准确性，每种实施例与对比例下进行三个试样的磨损测试，测量磨损前后质量，计算磨损质量，最后计算三个试样磨损质量的平均值，结果见表1。
表1试件磨损质量结果(mg)
试件 1 2 3 平均值
实施例1 13.6 4.6 10.4 9.53
实施例2 7.2 4.6 6.5 6.10
实施例3 7.8 5.8 13.8 9.13
实施例4 5.8 8.4 4.2 6.13
实施例5 5.2 11.1 8.7 8.33
对比例1 31.1 20.8 5.5 19.13
对比例2 15.6 14.3 9.1 13.0
对比例3 6.9 6.6 6.1 6.53
对比例4 7.3 6.2 6.5 6.67
由表1可知，本发明方法处理后的18CrNiMo7-6渗碳钢的磨损质量更小，其耐磨性更好，主要是因为经过此种方法热处理后，材料组织中的残余奥氏体含量较少，马氏体更多，马氏体组织相对钢中其它组织具有较高的硬度，硬度越高材料的耐磨性越好，因此材料的耐磨性提高。
实施例1～5与对比例1～4处理的试样经过上述耐磨性能测试，磨损质量对比图见图7，结合图6和图7可知，材料表面硬度和耐磨性成正比，其中，经实施例1处理后，试件的磨损质量为9.53mg，与对比例1的热处理相比，磨损质量减少了50.18％，耐磨性更好，经实施例2处理后，试件的磨损质量为6.10mg，与对比例1的热处理相比，磨损质量减少了68.12％，耐磨性更好，说明本发明对渗碳钢的磁场深冷处理方法可以进一步提高产品的使用寿命，减少维护成本，满足风电、航空航天、工业机器人等高端齿轮产品对齿轮材料高耐磨性的要求。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将18CrNiMo7-6渗碳钢进行加热处理，之后油冷得到预处理试件；
(2)将步骤(1)得到的预处理试件进行磁场深冷处理；
(3)磁场深冷处理结束后恢复至室温，进行交变处理；
(4)交变处理结束后进行回火处理，结束后冷却至室温即可得到增加耐磨性的18CrNiMo7-6渗碳钢；
所述深冷处理的温度为-120℃～-190℃，保温4～24h；
所述磁场每次持续2s，间隔3s后再次施加，共施加5次；
步骤(1)中，所述加热处理的温度为810℃，保温2h；
步骤(2)中，所述磁场深冷处理为在深冷处理的过程中同时施加磁场，所述磁场的磁场强度为0.1～1T；
步骤(3)中，所述交变处理具体为：将试件加热至80℃，保温1h，之后降温至-120℃～-190℃，保温2h，之后升至室温，所述交变处理的次数为0～3次。
2.根据权利要求1所述的磁场深冷处理方法，其特征在于，步骤(1)中，油冷至温度为15℃。
3.根据权利要求1所述的磁场深冷处理方法，其特征在于，处理过程中，步骤(2)之后的升降温速率均为1～5℃/min。
CN202210645320.7A 2022-06-09 2022-06-09 一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法 Active CN115198059B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210645320.7A CN115198059B (zh) 2022-06-09 2022-06-09 一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210645320.7A CN115198059B (zh) 2022-06-09 2022-06-09 一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115198059A CN115198059A (zh) 2022-10-18
CN115198059B true CN115198059B (zh) 2023-09-08

Family

ID=83577104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210645320.7A Active CN115198059B (zh) 2022-06-09 2022-06-09 一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115198059B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3963533A (en) * 1974-12-23 1976-06-15 General Motors Corporation Low temperature magnetic treatment of ferromagnetic materials
SU1076464A1 (ru) * 1982-07-09 1984-02-29 Предприятие П/Я Г-4205 Способ термической обработки посто нных магнитов
RU2040555C1 (ru) * 1992-09-21 1995-07-25 Игорь Иванович Зырянов Способ упрочнения металлических изделий
WO2001042524A2 (en) * 1999-12-07 2001-06-14 The Timken Company Low carbon, low chromium carburizing high speed steels
CN102277581A (zh) * 2011-08-11 2011-12-14 眉山恒升机械装备有限公司 一种低碳合金材料热处理工艺
CN103343202A (zh) * 2013-07-11 2013-10-09 太原理工大学 一种低温镍钢的热处理淬火深冷处理方法
CN103805753A (zh) * 2013-10-15 2014-05-21 刘强 低碳合金钢热处理工艺
KR20160025201A (ko) * 2014-08-27 2016-03-08 제일베어링공업(주) 초저온용 베어링의 열처리방법 및 초저온용 베어링
CN111910061A (zh) * 2019-05-07 2020-11-10 西北农林科技大学 一种65Mn钢深冷处理方法
CN112195326A (zh) * 2020-09-27 2021-01-08 宁夏天地西北煤机有限公司 强化工模具钢性能的深冷工艺

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6773513B2 (en) * 2002-08-13 2004-08-10 Ut-Battelle Llc Method for residual stress relief and retained austenite destabilization

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3963533A (en) * 1974-12-23 1976-06-15 General Motors Corporation Low temperature magnetic treatment of ferromagnetic materials
SU1076464A1 (ru) * 1982-07-09 1984-02-29 Предприятие П/Я Г-4205 Способ термической обработки посто нных магнитов
RU2040555C1 (ru) * 1992-09-21 1995-07-25 Игорь Иванович Зырянов Способ упрочнения металлических изделий
WO2001042524A2 (en) * 1999-12-07 2001-06-14 The Timken Company Low carbon, low chromium carburizing high speed steels
CN102277581A (zh) * 2011-08-11 2011-12-14 眉山恒升机械装备有限公司 一种低碳合金材料热处理工艺
CN103343202A (zh) * 2013-07-11 2013-10-09 太原理工大学 一种低温镍钢的热处理淬火深冷处理方法
CN103805753A (zh) * 2013-10-15 2014-05-21 刘强 低碳合金钢热处理工艺
KR20160025201A (ko) * 2014-08-27 2016-03-08 제일베어링공업(주) 초저온용 베어링의 열처리방법 및 초저온용 베어링
CN111910061A (zh) * 2019-05-07 2020-11-10 西北农林科技大学 一种65Mn钢深冷处理方法
CN112195326A (zh) * 2020-09-27 2021-01-08 宁夏天地西北煤机有限公司 强化工模具钢性能的深冷工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
65Mn钢磁场深冷处理工艺研究;梁铁山;辽宁工程技术大学学报(第02期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115198059A (zh) 2022-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108118283A (zh) 一种可提高硬度梯度的表面强化热处理方法
WO2011122315A1 (ja) 波動歯車用基材の製造方法
CA1193948A (en) Case hardening method for steel parts
CN109536689B (zh) 一种轴承钢制零件的热加工工艺方法
CN111187899A (zh) 一种齿轮热处理工艺
Paydar et al. Investigating the effect of deep cryogenic heat treatment on the wear behavior of 100Cr6 alloy steel
CN105506647A (zh) 超韧性低碳钢螺丝的热处理生产工艺
CN112063823B (zh) 一种合金钢高铁车轴及其生产方法
CN107779751B (zh) 高速铁路用耐腐蚀钢轨及其生产方法
US3117041A (en) Heat treated steel article
CN115198059B (zh) 一种增加18CrNiMo7-6渗碳钢耐磨性的磁场深冷处理方法
EP2749666B1 (en) Thermo-mechanical process for martensitic bearing steels and steel bearing component
US3216869A (en) Method of heat treating steel
JP2015531029A (ja) 鋼コンポーネントを熱処理する方法及び鋼コンポーネント
CN111910061A (zh) 一种65Mn钢深冷处理方法
CN113073182B (zh) 一种提高海工用e690高强钢综合性能的处理方法
CN114959553A (zh) 一种提高金属表面碳化性能的热处理方法
CN104195456B (zh) 一种高耐磨轴承的专用钢材及其加工工艺
CN111519001A (zh) 一种小尺寸强韧性偏心电机轴的制造方法
CN112176255A (zh) 一种时速≥400公里的碳素钢高铁车轴及其改性方法
JPH1150141A (ja) 鋼製部品の表面硬化処理方法
US2760924A (en) Method of polishing stamped steel articles
CN112695269B (zh) 一种18Cr2Ni4WA工件的热处理工艺
CN114058829B (zh) 轴承外圈的热处理工艺改进
JPH0533301B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant