CN117187512B - 一种具有高冲击韧性的盘锻件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有高冲击韧性的盘锻件，属于盘锻件制备技术领域。本发明的盘锻件其制备通过两次加热、热镦成型和模锻、一次固溶、激光增材、二次固溶和时效处理制得；制得的盘锻件具有良好的冲击韧性，可广泛适用于汽车领域；本发明中提供了激光增材原料金属粉体和激光增材的路径为十字交叠路径，制得的盘锻件不同部位的组织无明显差异，呈细小均匀分布无裂痕，韧性有明显提升。
Description
技术领域
本发明属于盘锻件制备技术领域，具体地，涉及一种具有高冲击韧性的盘锻件。
背景技术
34CrMo4钢为欧标EN10083-3中的牌号，类似于我国GB/T17107中35CrMo钢，具有较高的淬透性，热处理后强度和韧性良好，被广泛应用于汽车、工程机械和机电设备等领域。
但是34CrMo4钢的过程中依旧存在着使用过程中出现裂纹的问题，严重影响了34CrMo4钢的寿命，同时34CrMo4钢的应用范围有待进一步扩大，制成盘锻件将进一步增大其适用范围。
发明内容
本发明涉及一种具有高冲击韧性的盘锻件，属于盘锻件制备技术领域。本发明的盘锻件其制备通过两次加热、热镦成型和模锻、一次固溶、激光增材、二次固溶和时效处理制得；制得的盘锻件具有良好的冲击韧性，可广泛适用于汽车领域；本发明中提供了激光增材原料金属粉体和激光增材的路径为十字交叠路径，制得的盘锻件不同部位的组织无明显差异，呈细小均匀分布无裂痕，韧性有明显提升。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有高冲击韧性的盘锻件，通过以下操作制得：
(1)将合金34CrMo4钢棒材进行一次加热至920℃，保温；继续对棒材进行二次加热，加热至1150℃，保温；
(2)对二次加热后的棒材进行热镦成型和模锻，得到锻件后进行空冷；
(3)对锻件进行一次固溶处理、保温，然后空冷；
(4)对锻件通过金属粉体进行激光增材；
(5)对激光增材后的锻件进行二次固溶和时效处理，制得一种具有高冲击韧性的盘锻件。
作为本发明的一种优选方案，(1)中所述一次加热是以35-50℃/min的加热速度升温；所述二次加热是以80-90℃/min的加热速度升温。
作为本发明的一种优选方案，(2)中所述热镦成型中控制每火次形变量为14-20％。
作为本发明的一种优选方案，(2)中所述模锻中控制总锻比不小于4.5；每火次形变量为14-20％。
作为本发明的一种优选方案，(3)中所述一次固溶是将锻件于960℃保温，再升至1150℃。
作为本发明的一种优选方案，(4)中所述金属粉体包含以下质量百分比的原料：Mn2.1-2.2％、N i 12-16％、S i 1.2-1.6％、Cr 7-9％、Mo 4.6-5.2％、V 0.04-0.1％、Co 3-5％；所述金属粉体中C的质量百分比不超过0.02％。
作为本发明的一种优选方案，(4)中所述激光增材的熔敷电流为110A，采用十字交叠路径进行增材。
作为本发明的一种优选方案，(5)中所述二次固溶将锻件于1030-1050℃保温4-5h，再空冷1-1.5h。
作为本发明的一种优选方案，(5)中所述时效是将锻件于520-540℃保温18-24h，再空冷4-5h。
本发明的有益效果：
1.本发明提供一种具有高冲击韧性的盘锻件，其制备通过两次加热、热镦成型和模锻、一次固溶、激光增材、二次固溶和时效处理制得；制得的盘锻件具有良好的冲击韧性，可广泛适用于汽车领域。
2.本发明中提供了激光增材原料金属粉体和激光增材的路径为十字交叠路径，制得的盘锻件不同部位的组织无明显差异，呈细小均匀分布无裂痕，韧性有明显提升。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种具有高冲击韧性的盘锻件，通过以下操作制得：
(1)将合金34CrMo4钢棒材进行一次加热至920℃，保温12h；继续对棒材进行二次加热，加热至1150℃，保温6h；一次加热是以35℃/min的加热速度升温；所述二次加热是以80℃/min的加热速度升温。
(2)对二次加热后的棒材进行热镦成型和模锻，得到锻件后进行空冷；热镦成型中控制每火次形变量为14.2％；模锻中控制总锻比不小于4.5；每火次形变量为14.1％。
(3)对锻件进行一次固溶处理：将锻件于960℃保温18h，再升至1150℃，保温6h，然后空冷至室温。
(4)对锻件通过金属粉体进行激光增材；激光增材的熔敷电流为110A，采用十字交叠路径进行增材；金属粉体包含以下质量百分比的原料：Mn1.98％、N i 12％、S i 1.2％、Cr 7％、Mo 4.6％、V 0.04％、Co 3.1％；所述金属粉体中C的质量百分比不超过0.02％。
(5)对激光增材后的锻件进行二次固溶和时效处理，制得一种具有高冲击韧性的盘锻件；二次固溶将锻件于1030℃保温4h，再空冷1h；时效是将锻件于520℃保温18h，再空冷4h。
实施例2
一种具有高冲击韧性的盘锻件，通过以下操作制得：
(1)将合金34CrMo4钢棒材进行一次加热至920℃，保温12h；继续对棒材进行二次加热，加热至1150℃，保温6h；一次加热是以38℃/min的加热速度升温；所述二次加热是以82℃/min的加热速度升温。
(2)对二次加热后的棒材进行热镦成型和模锻，得到锻件后进行空冷；热镦成型中控制每火次形变量为15％；模锻中控制总锻比不小于4.5；每火次形变量为15％。
(3)对锻件进行一次固溶处理：将锻件于960℃保温18h，再升至1150℃，保温6h，然后空冷至室温。
(4)对锻件通过金属粉体进行激光增材；激光增材的熔敷电流为110A，采用十字交叠路径进行增材；金属粉体包含以下质量百分比的原料：Mn2.04％、N i 14.1％、S i1.4％、Cr 7.6％、Mo 4.9％、V 0.05％、Co 3.5％；所述金属粉体中C的质量百分比不超过0.02％。
(5)对激光增材后的锻件进行二次固溶和时效处理，制得一种具有高冲击韧性的盘锻件；二次固溶将锻件于1035℃保温4.2h，再空冷1.2h；时效是将锻件于525℃保温19h，再空冷4.2h。
实施例3
一种具有高冲击韧性的盘锻件，通过以下操作制得：
(1)将合金34CrMo4钢棒材进行一次加热至920℃，保温12h；继续对棒材进行二次加热，加热至1150℃，保温6h；一次加热是以42℃/min的加热速度升温；所述二次加热是以85℃/min的加热速度升温。
(2)对二次加热后的棒材进行热镦成型和模锻，得到锻件后进行空冷；热镦成型中控制每火次形变量为17％；模锻中控制总锻比不小于4.5；每火次形变量为17％。
(3)对锻件进行一次固溶处理：将锻件于960℃保温18h，再升至1150℃，保温6h，然后空冷至室温。
(4)对锻件通过金属粉体进行激光增材；激光增材的熔敷电流为110A，采用十字交叠路径进行增材；金属粉体包含以下质量百分比的原料：Mn2.12％、N i 13.9％、S i1.4％、Cr 8％、Mo 4.9％、V 0.07％、Co 4％；所述金属粉体中C的质量百分比不超过0.02％。
(5)对激光增材后的锻件进行二次固溶和时效处理，制得一种具有高冲击韧性的盘锻件；二次固溶将锻件于1040℃保温4.5h，再空冷1.25h；时效是将锻件于530℃保温21h，再空冷4.5h。
实施例4
一种具有高冲击韧性的盘锻件，通过以下操作制得：
(1)将合金34CrMo4钢棒材进行一次加热至920℃，保温12h；继续对棒材进行二次加热，加热至1150℃，保温6h；一次加热是以45-50℃/min的加热速度升温；所述二次加热是以88℃/min的加热速度升温。
(2)对二次加热后的棒材进行热镦成型和模锻，得到锻件后进行空冷；热镦成型中控制每火次形变量为18％；模锻中控制总锻比不小于4.5；每火次形变量为18％。
(3)对锻件进行一次固溶处理：将锻件于960℃保温18h，再升至1150℃，保温6h，然后空冷至室温。
(4)对锻件通过金属粉体进行激光增材；激光增材的熔敷电流为110A，采用十字交叠路径进行增材；金属粉体包含以下质量百分比的原料：Mn2.16％、N i 15.2％、S i1.4％、Cr 8.5％、Mo 5％、V 0.08％、Co 4.5％；所述金属粉体中C的质量百分比不超过0.02％。
(5)对激光增材后的锻件进行二次固溶和时效处理，制得一种具有高冲击韧性的盘锻件；二次固溶将锻件于1045℃保温4.7h，再空冷1.4h；时效是将锻件于535℃保温23h，再空冷4.8h。
实施例5
一种具有高冲击韧性的盘锻件，通过以下操作制得：
(1)将合金34CrMo4钢棒材进行一次加热至920℃，保温12h；继续对棒材进行二次加热，加热至1150℃，保温6h；一次加热是以50℃/min的加热速度升温；所述二次加热是以90℃/min的加热速度升温。
(2)对二次加热后的棒材进行热镦成型和模锻，得到锻件后进行空冷；热镦成型中控制每火次形变量为20％；模锻中控制总锻比不小于4.5；每火次形变量为20％。
(3)对锻件进行一次固溶处理：将锻件于960℃保温18h，再升至1150℃，保温6h，然后空冷至室温。
(4)对锻件通过金属粉体进行激光增材；激光增材的熔敷电流为110A，采用十字交叠路径进行增材；金属粉体包含以下质量百分比的原料：Mn2.2％、N i 16％、S i 1.6％、Cr9％、Mo 5.19％、V 0.1％、Co 5％；所述金属粉体中C的质量百分比不超过0.02％。
(5)对激光增材后的锻件进行二次固溶和时效处理，制得一种具有高冲击韧性的盘锻件；二次固溶将锻件于1050℃保温5h，再空冷1.5h；时效是将锻件于540℃保温24h，再空冷5h。
对比例1
一种具有高冲击韧性的盘锻件，与实施例5相比，不进行激光增材处理，其余均与实施例5相同。
对比例2
一种具有高冲击韧性的盘锻件，与实施例5相比，不进行一次固溶处理，其余均与实施例5相同。
对比例3
一种具有高冲击韧性的盘锻件，与实施例5相比，激光增材处理所用的金属粉体用316L不锈钢代替，其余均与实施例5相同。
对比例4
一种具有高冲击韧性的盘锻件，与实施例5相比，用一字路径代替十字交叠路径进行增材，其余均与实施例5相同。
对实施例1-5和对比例1-4提供的具有高冲击韧性的盘锻件进行如下测试：
试验例1冲击韧性测试
按照国家标准GB/T 229—2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法测试实施例1-5和对比例1-4提供的具有高冲击韧性的盘锻件的20℃冲击韧度，所得结果见表1。
表1
| 试验组 | 20℃冲击韧度/J |
| 实施例1 | 161 |
| 实施例2 | 162 |
| 实施例3 | 162 |
| 实施例4 | 164 |
| 实施例5 | 165 |
| 对比例1 | 150 |
| 对比例2 | 137 |
| 对比例3 | 152 |
| 对比例4 | 155 |
由表1可得，本发明实施例1-5所提供的具有高冲击韧性的盘锻件具有良好的冲击韧性，对比例1-4所提供的具有高冲击韧性的盘锻件的冲击韧性有不同程度的下降。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种具有高冲击韧性的盘锻件，其特征在于，所述盘锻件通过以下操作制得：
(1)将合金34CrMo4钢棒材进行一次加热至920℃，保温；继续对棒材进行二次加热，加热至1150℃，保温；
(2)对二次加热后的棒材进行热镦成型和模锻，得到锻件后进行空冷；
(3)对锻件进行一次固溶处理、保温，然后空冷；所述一次固溶是将锻件于960℃保温，再升至1150℃；
(4)对锻件通过金属粉体进行激光增材；所述金属粉体包含以下质量百分比的原料：Mn2.1-2.2％、Ni 12-16％、Si 1.2-1.6％、Cr 7-9％、Mo4.6-5.2％、V 0.04-0.1％、Co 3-5％；所述金属粉体中C的质量百分比不超过0.02％；所述激光增材的熔敷电流为110A，采用十字交叠路径进行增材；
(5)对激光增材后的锻件进行二次固溶和时效处理，制得一种具有高冲击韧性的盘锻件；所述二次固溶将锻件于1030-1050℃保温4-5h，再空冷1-1.5h；所述时效是将锻件于520-540℃保温18-24h，再空冷4-5h。
2.根据权利要求1所述的一种具有高冲击韧性的盘锻件，其特征在于，(1)中所述一次加热是以35-50℃/min的加热速度升温；所述二次加热是以80-90℃/min的加热速度升温。
3.根据权利要求1所述的一种具有高冲击韧性的盘锻件，其特征在于，(2)中所述热镦成型中控制每火次形变量为14-20％。
4.根据权利要求1所述的一种具有高冲击韧性的盘锻件，其特征在于，(2)中所述模锻中控制总锻比不小于4.5；每火次形变量为14-20％。
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