CN116555527A - 改善1Cr10Co6MoVNbN锻件晶粒度成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锻造热加工领域，涉及改善1Cr10Co6MoVNbN锻件晶粒度成型方法。该方法包括：对原材料进行热处理来改善原材料原始组织，即将原材料坯料进行淬火+中温回火处理；对坯料改锻：坯料的改锻温度为1100℃～1110℃，保温系数为0.6min/mm，预热锤砧至200℃～350℃，锻件保温到设定时间后，立即出炉在自由锻锤上镦拔改锻，同时控制中终锻温度；锻造至预成型尺寸、成型锻造、成型件热处理。
Description
技术领域
本发明属于锻造热加工领域，涉及改善1Cr10Co6MoVNbN锻件晶粒度成型方法。
背景技术
1Cr10Co6MoVNbN属于高强度中合金渗碳钢，其强度、韧性高，淬透性良好。此外，该优质钢具有良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能较好。其广泛应用于制造要求较高强度、截面较大，载荷较高且韧性良好，缺口敏感性低的重要零件。如：大型齿轮、传动轴、曲轴等，承受零件载荷与振动的高强度调度调质零件。
由于1Cr10Co6MoVNbN合金锻件对内部组织的要求不同，致使对锻件的生产参数控制要求不同，如果生产参数控制不到位，使得每一参数的变化，都直接影响锻件的内部组织，使得产品无法满足最终所需要求，造成产品报废而产生很大的资源浪费。因此，选择合理的锻造方法与热处理制度，对于提高1Cr10Co6MoVNbN锻件晶粒度与力学性能尤为重要，以下为常规锻造方法下1Cr10Co6MoVNbN锻件力学性能。
常规锻造方法：
下料-锻荒-胎模锻造-热处理，锻荒和胎模锻造在1火次内完成，对锻件进行理化检测
常规处理后对锻件抗拉和冲击性能(30J左右)达不到使用要求(要求性能指标为：≥39J)。因此选择合理的锻造方法对该材料组织及性能影响至关重要。特别是异形自由锻件增加火次造成锻件局部空烧，影响理化性能明显，造成锻件大量不合格产生。
发明内容
本发明的目的是：提供一种提高1Cr10Co6MoVNbN冲击性能的锻造方法，通过热处理来改善原材料原始组织，用锻造的方法来满足锻件设计要求合理的锻造成型方案，得到合格稳定的冲击性能指标。
本发明的技术方案是：
一种改善1Cr10Co6MoVNbN锻件晶粒度成型方法，包括：
对原材料进行热处理来改善原材料原始组织，即将原材料坯料进行淬火+中温回火处理；
对坯料改锻：坯料的改锻温度为1100℃～1110℃，保温系数为0.6min/mm，预热锤砧至200℃～350℃，锻件保温到设定时间后，立即出炉在自由锻锤上镦拔改锻，同时控制中终锻温度；
锻造至预成型尺寸、成型锻造、成型件热处理。
淬火制度包括：
以小于或等于800℃的温度入炉，升温至990℃～1000℃，保温，冷却；中温回火：以小于或等于≤515℃的温度入炉，升温至515℃～520℃，保温。
淬火保温系数为1.5min/mm～2.0min/mm。
回火保温系数为1.8min/mm～2.5min/mm。
出炉转移时间不大于50s。
镦拔改锻时变形量为30％～35％，每火次镦拔次数：2～3次。
利用自由锻锤生产坯料时，要求1～2火完成。
锻造时不许延长保温时间，每锻造炉次锻造时间控制在45min之内。
本发明的有益效果是：
1Cr10Co6MoVNbN钢属于调质钢类型的Cr-Ni-W系列合金结构钢，经淬火(固溶)+回火(时效)处理后使用，本发明为中温回火范畴，加工出的锻件具有良好的耐蚀性和较高的冲击性能，冲击性能指标为≥39J。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的荒形示意图；
图2为实施例1的专用胎模图。
具体实施方式
一种提高1Cr10Co6MoVNbN冲击性能的锻造方法，所述的方法对1Cr10Co6MoVNbN原材料进行中温回火，回火温度为515℃～520℃；后再上锤改锻，然后进行退火，表面加工后成型锻造，最后进行热处理。
所述方法包含以下步骤：
步骤一、对原材料进行热处理来改善原材料原始组织：将原材料坯料进行淬火+中温回火处理。
淬火制度：≤800℃入炉，升温至930℃～970℃，保温，冷却：油冷；中温回火：≤500℃入炉，升温至515℃～520℃，保温；保温时间根据坯料尺寸计算；
步骤二、坯料改锻。
坯料的改锻温度为1100℃～1110℃，保温系数为0.6min/mm，预热锤砧至200℃～350℃，锻件保温到设定时间后，立即出炉在自由锻锤上镦拔改锻，同时控制中终锻温度；
步骤三、锻造至预成型尺寸。
对预成型件进行退火处理，采用540℃～55℃保温炉中保温，保温系数为1.0～1.2min/mm；
步骤四、成型锻造，得到锻件(图1)。
预成型件加热至1105℃～1110℃，保温系数按0.4-0.6min/mm计算，在预成型件加热的同时预热工装模具(图2)至250℃～350℃；预成型件保温到设定时间后，立即出炉锻造，转移时间小于等于20秒；
步骤五、成型件热处理。
将成型件进行淬火+中温回火处理，淬火制度：≤800℃入炉，升温至990℃～1000℃，保温，冷却；中温回火：≤515℃入炉，升温至515℃～520℃，保温；
步骤六、100％进行力学性能检查。
步骤一中淬火保温系数为1.5min/mm～2.0min/mm；回火保温系数为1.8min/mm～2.5min/mm。
步骤二出炉转移时间不大于50s。
步骤二中镦拔改锻时变形量为30％～35％，每火次镦拔次数：2～3次。
步骤二中，利用自由锻锤生产坯料时，要求1～2火完成，锻造时不许延长保温时间，每锻造炉次锻造时间控制在45min之内。
步骤五中淬火保温时间按1.8min/mm～2.2min/mm计算；回火保温时间按2.0min/mm～2.6min/mm计算。
步骤五中，对工装进行200℃～350℃的预热，并检查工装表面温度。
优选地，步骤一、步骤五中淬火冷却采用油冷。
实施例1：
(1)设计工艺流程：锻造用棒材→锯切为工艺要求长度→热处理改善原材料→改锻→锻荒→退火→机加→胎模锻造→热处理→理化。
(2)下工艺要求规格坯料(Φ90×185)
(3)将原材料坯料进行淬火+中温回火处理：淬火制度：≤800℃入炉，升温至950℃，保温，油冷；中温回火：≤500℃入炉，升温至515℃，保温；保温时间120min，油冷
(4)将棒料按2镦2拔锻造(Φ90×185轴向镦粗至～Φ115×110±5轴向拔长锻方至～□85×160±5轴向镦粗至～□103×110±5轴向拔长锻方至～□85×160±5)，改锻变形量控制为32％，改锻变形量控制为30％～35％；
(5)然后锻制荒形，(将□85×160滚圆至Φ75×265后分料145拔长一端头至Φ45，总长度为430mm)荒形杆部尺寸Φ45应与专用胎模杆部尺寸匹配，以保证荒形能够顺利放入胎膜中；
(6)接着，对荒形进行热处理(退火)，以消除锻荒过程中产生的材料应力；
(7)接着，设计合理的胎模对荒形进行胎模锻造最终成型。
(8)对锻件进行最终热处理后取4根试样进行理化，结果：
实施例2：
(1)设计工艺流程：锻造用棒材→锯切为工艺要求长度→热处理改善原材料→改锻→退火→二次下料→锻造→热处理→理化。
(2)下工艺要求规格坯料(Φ120×190)
(3)将原材料坯料进行淬火+中温回火处理：淬火制度：≤800℃入炉，升温至950℃，保温，油冷；中温回火：≤500℃入炉，升温至515℃，保温；保温时间150min，油冷
(4)将棒料按2镦2拔锻造(Φ120×190轴向镦粗至～Φ140×140±5轴向拔长锻方至～□106×190±5轴向镦粗至～□125×130±5轴向拔长锻方至～□106×190±5)，改锻变形量控制为32％，改锻变形量控制为30％～35％；
(5)对坯料进行热处理(退火)
(6)将1件□106×190沿长度方向均分下为2件，单件尺寸□106×≥90
(7)将□106×90锻件最终锻造成型为60×95×185
(8)接着，对荒形进行最终热处理后取4根试样进行理化。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种改善1Cr10Co6MoVNbN锻件晶粒度成型方法，其特征在于，包括：
对原材料进行热处理来改善原材料原始组织，即将原材料坯料进行淬火+中温回火处理；
对坯料改锻：坯料的改锻温度为1100℃～1110℃，保温系数为0.4min/mm～0.6min/mm，预热锤砧至200℃～350℃，锻件保温到设定时间后，立即出炉在自由锻锤上镦拔改锻，同时控制中终锻温度；
锻造至预成型尺寸、成型锻造、成型件热处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，淬火制度包括：
以小于或等于800℃的温度入炉，升温至990℃～1000℃，保温，冷却；中温回火：以小于或等于≤515℃的温度入炉，升温至515℃～520℃，保温。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，淬火保温系数为1.5min/mm～2.0min/mm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，回火保温系数为1.8min/mm～2.5min/mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，出炉转移时间不大于50s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，镦拔改锻时变形量为30％～35％，每火次镦拔次数：2～3次。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用自由锻锤生产坯料时，要求1～2火完成。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，锻造时不许延长保温时间，每锻造炉次锻造时间控制在45min之内。
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