CN115261569B - 一种60Cr3钢球化退火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种60Cr3钢球化退火方法,包括:将60Cr3圆钢放入连续炉内进行球化退火,所述连续炉按照进料到出料的方向设置为升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区;本发明通过采取连续炉进行球化退火,将球化退火设置为升温区、保温区、快冷区、等温区和缓冷区,通过设计每个区合理的退火温度,控制退火速度,合理的装料厚度,以控制球化组织的形成,提高球化率。
Description
技术领域
本发明属于金属材料热处理技术领域,具体涉及一种60Cr3钢球化退火方法。
背景技术
60Cr3钢属于Cr-Mn系列合金结构钢、冷加工用钢,经冷拔加工工艺制成导轨、自动化机械导轨,在进口机床、激光焊接机、物料搬运机等领域广泛应用;其中,60Cr3钢的化学成分为(质量百分数)为:C:0.55~0.65%、Si:0.15~0.40%、Mn:0.75~1.0%、Cr:0.85~1.20%、P:≤0.035%、S:≤0.025%、Ni:≤0.20%、Mo:≤0.20%、Cu:≤0.20%、Al:≤0.025%,其余为基体Fe和不可避免的杂质。
60Cr3钢的使用规格一般为∮22~72mm,在冷拔加工前要求进行球化退火处理,球化退火的目的在于获得良好的拉拔性能、变形均匀、组织均匀、硬度稳定,球化退火后要求组织球化率≥80%,硬度≤190HBW。目前现有技术中,对于60Cr3钢材主要依赖国外进口,球化退火工艺并未被公开属于保密内容;而国内还没有60Cr3钢球化退火相关工艺,使用其他钢材的球化退火工艺对60Cr3钢进行球化退火处理后,球化组织易出现过球化和欠球化,球化率达不到80%,硬度超出190HBW,难以达到用户要求。因此,研发一种60Cr3钢球化退火方法,使其在球化退火后组织球化率≥80%,硬度≤190HBW,尤其重要。
发明内容
针对现有技术存在的不足及缺陷,本发明旨在提供一种60Cr3钢球化退火方法。本发明通过采取连续炉进行球化退火,将球化退火设置为升温区、保温区、快冷区、等温区和缓冷区,通过设计每个区合理的退火温度,控制退火速度,合理的装料厚度,以控制球化组织的形成,提高球化率。本发明经球化退火后的60Cr3钢可直接交货,无需进行正火或淬火等其他工艺。
为了实现上述目的,本发明提供了一种60Cr3钢球化退火方法,采用如下的技术方案:
一种60Cr3钢球化退火方法,包括:将60Cr3圆钢放入连续炉内进行球化退火,所述连续炉按照进料到出料的方向设置为升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区;
所述升温区的温度为720-740℃(比如722℃、725℃、728℃、730℃、733℃、735℃、738℃),停留时间为330min-420min(比如335min、350min、370min、390min、400min、410min、415min);
所述恒温区的温度为752-768℃(比如755℃、758℃、760℃、762℃、764℃、765℃、767℃),停留时间为120min-180min(比如125min、130min、140min、150min、160min、170min);
所述快冷区的温度为712-728℃(比如713℃、715℃、718℃、720℃、722℃、724℃、726℃),停留时间为60min-120min(比如65min、70min、90min、100min、110min、115min);
所述等温区的温度为702-718℃(比如705℃、708℃、710℃、712℃、714℃、715℃、716℃),停留时间为400min-510min(比如425min、430min、450min、480min、500min、505min);
所述缓冷区的温度为652-668℃(比如655℃、658℃、660℃、662℃、664℃、665℃、666℃),停留时间为270min-390min(比如275min、290min、300min、320min、350min、380min)。
本发明中设置升温区的目的在于为60Cr3钢进入恒温区做准备;设置恒温区的目的在于将60Cr3钢加热到指定温度范围内,使得钢材保持温度均匀;设置快冷区的目的在于使碳化物充分球化,形成球化组织;设置等温区的目的在于使球化组织均匀长大;设置缓冷区的目的在于使得钢材降温,为出炉做准备。本发明中通过合理控制每个区的退火温度,进而控制退火速度,从而控制球化组织的形成,提高球化率。若快冷区的温度低于712℃,则经球化退火后的球状珠光体很小,片状珠光体增加,进而硬度高,球化率低;若快冷区的温度高于728℃,则经球化退火后的球状珠光体偏大,片状珠光体增加,硬度高,球化率低。若等温区的温度低于702℃,则经球化退火后的球状珠光体小而少,球化率低,硬度高;若等温区的温度高于718℃,则将球化退火后的球状珠光体大而少,球化率低,硬度高。
在上述60Cr3钢球化退火方法中,作为一种优选实施方式,所述60Cr3圆钢通过多层堆叠的方式装入连续炉内进行球化退火。
在上述60Cr3钢球化退火方法中,作为一种优选实施方式,所述60Cr3圆钢的堆叠厚度(装料厚度)≤220mm。
本发明中通过控制60Cr3圆钢的装炉厚度,从而控制钢材在连续炉内球化退火过程中的均匀性,保证球化组织的均匀性。
在上述60Cr3钢球化退火方法中,作为一种优选实施方式,所述连续炉的辊速为1.5-1.8m/s(比如1.55m/s、1.6m/s、1.65m/s、1.7m/s、1.75m/s)。
在上述60Cr3钢球化退火方法中,作为一种优选实施方式,所述60Cr3圆钢中各元素的质量百分比为C:0.55~0.65%(比如0.56%、0.58%、0.60%、0.62%、0.64%)、Si:0.15~0.40%(比如0.18%、0.20%、0.25%、0.30%、0.38%)、Mn:0.75~1.0%(比如0.78%、0.80%、0.85%、0.90%、0.95%)、Cr:0.85~1.20%(比如0.90%、0.95%、1.0%、1.1%、1.15%)、P:≤0.035%、S:≤0.025%、Ni:≤0.20%、Mo:≤0.20%、Cu:≤0.20%、Al:≤0.025%,其余为基体Fe和不可避免的杂质。
在上述60Cr3钢球化退火方法中,作为一种优选实施方式,所述60Cr3圆钢的直径为22~72mm(比如25mm、30mm、40mm、50mm、60mm)。
在上述60Cr3钢球化退火方法中,作为一种优选实施方式,所述60Cr3圆钢经球化退火后,组织球化率≥80%,硬度≤190HBW。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
本发明通过将连续炉按照进料到出料的方向设置为升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区,通过合理控制每个区的退火温度,进而控制退火速度,从而控制球化组织的形成,提高球化率。经过本发明的球化退火处理后,603圆钢的组织球化率≥80%,硬度≤190HBW。
附图说明
图1为本发明的60Cr3钢球化退火的工艺流程图;
图2为本发明实施例1经球化退火后得到的60Cr3钢的表面金相组织图;
图3为本发明实施例1经球化退火后得到的60Cr3钢的心部金相组织图。
具体实施方式
下面将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的一部分实施例,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所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下述实施例中的试验方法中,如无特殊说明,均为常规方法,可按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。以下实施例中所述的原料均可从公开商业途径获得。
以下实施例中所用60Cr3钢中各元素成分的质量百分比如表1所示;
表1 60Cr3钢中各元素成分的质量百分比(余量为Fe和不可避免的杂质)
本发明中60Cr3钢球化退火的工艺流程图如图1所示;将连续炉按照钢材进料方向到出料方向划分为升温区、保温区、快冷区、等温区和缓冷区;连续炉通过设置在其上方、下方的加热器的辐射管进行加热,在快冷区和缓冷区的上方设置风机来实现温降,进而实现将连续炉内设置成不同的温度区间;装料时,将60Cr3圆钢采取多层堆叠的方式装入连续炉的退火辊上,控制退火辊的辊速为1.5-1.8m/s,装料厚度≤220mm,设置升温区的温度为720-740℃,停留时间为330min-420min;恒温区的温度为752-768℃,停留时间为120min-180min;快冷区的温度为712-728℃,停留时间为60min-120min;等温区的温度为702-718℃,停留时间为400min-510min;缓冷区的温度为652-668℃,停留时间为270min-390min。
实施例1一种60Cr3钢球化退火方法,包括:将60Cr3圆钢采用多层堆叠的方式放入连续炉的退火辊上进行球化退火,连续炉按照进料方向到出料的方向设置为升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区;
所述升温区的温度为730℃±3℃,停留时间为340min;
所述恒温区的温度为760℃±3℃,停留时间为133min;
所述快冷区的温度为720℃±3℃,停留时间为67min;
所述等温区的温度为710℃±3℃,停留时间为400min;
所述缓冷区的温度为660℃±3℃,停留时间为293min;
所述60Cr3圆钢的直径为22mm,装料厚度为≤220mm,退火辊的辊速为1.8m/s。
实施例2-6和对比例1-4
实施例2-6中和对比例1-4中除了某些具体的工艺参数与实施例1不同以外,其余均与实施例1完全相同,具体的参工艺参数参见表1。
表1为实施例2-6和对比例1-4中的具体工艺参数
性能检测
将本发明实施例1-6和对比例1-4经球化退火后的60Cr3钢材进行性能测试,其中,硬度试验按照GB/T 231.2《金属材料布氏硬度试验》进行;球化率按照GB/T 13299《钢的显微组织评定方法》进行;具体结果参见表2。表2为本发明实施例1-6和对比例1-4经球化退火后得到的60Cr3钢材的性能结果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均在本发明待批权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种60Cr3钢球化退火方法,其特征在于,包括:将60Cr3圆钢放入连续炉内进行球化退火,所述连续炉按照进料到出料的方向设置为升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区;
所述升温区的温度为720-740℃,停留时间为330min-420min;
所述保温区的温度为752-768℃,停留时间为120min-180min;
所述快冷区的温度为712-728℃,停留时间为60min-120min;
所述等温区的温度为702-718℃,停留时间为400min-510min;
所述缓冷区的温度为652-668℃,停留时间为270min-390min;
所述60Cr3圆钢通过多层堆叠的方式装入连续炉内进行球化退火;
所述60Cr3圆钢的堆叠厚度≤220mm。
2.根据权利要求1所述的60Cr3钢球化退火方法,其特征在于,所述连续炉的辊速为1.5-1.8m/s。
3.根据权利要求1所述的60Cr3钢球化退火方法,其特征在于,所述60Cr3圆钢中各元素的质量百分比为C:0.55~0.65%、Si:0.15~0.40%、Mn:0.75~1.0%、Cr:0.85~1.20%、P:≤0.035%、S:≤0.025%、Ni:≤0.20%、Mo:≤0.20%、Cu:≤0.20%、Al:≤0.025%,其余为基体Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的60Cr3钢球化退火方法,其特征在于,所述60Cr3圆钢的直径为22~72mm。
5.根据权利要求1所述的60Cr3钢球化退火方法,其特征在于,所述60Cr3圆钢经球化退火后,组织球化率≥80%,硬度≤190HBW。
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- 2022-08-22 CN CN202211009030.XA patent/CN115261569B/zh active Active
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