專利名稱：一種30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法
技術領域：
本發明涉及金屬材料熱處理技術領域,特別是涉及一種30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法。
背景技術：
30CrMnSiA材料是一種低合金結構鋼，是航空航天制造業最廣泛使用的一種調質鋼，在淬火+高溫回火熱處理后具有較高的強度和韌性。當設計要求抗拉強度1080MPa 1275MPa (換算成硬度為35 41HRC)時，通常是先零件精加工至接近成品狀態后熱處理，熱處理后再加工該零件精度高的重要尺寸，獲得圖紙所要求的尺寸和外觀，最終在成品狀態下進行電鍍處理。如果熱處理工序能保證零件的尺寸和外觀，零件就可以在成品狀態下熱處理后直接進行電鍍處理。
目前常采用兩種熱處理方法來處理30CrMnSiA零件，方法一是真空爐淬火后再使用真空爐回火，該方法處理的零件外觀光亮，但存在如下缺點淬火變形難以控制，變形后校正難度大；淬火和回火加熱時間較空氣電阻爐和鹽浴爐要長。方法二是中溫鹽浴爐淬火后再使用硝鹽爐回火，該方法處理的零件不易氧化，能保證零件的尺寸和外觀，但存在如下缺點淬火后零件表面油污難以清洗干凈；回火后零件外觀不光亮；通過酸洗后可使零件光亮，但易誘發零件產生氫脆。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有熱處理方法的熱變形難以控制、熱處理效率不高或者熱處理后零件表面難以清洗、外觀不夠光亮的缺陷，提供一種效率高、熱變形小的30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法。為了解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案
本發明30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法，包括如下步驟
(1)淬火將干燥的零件浸入中溫鹽浴爐中，在880 900°C下進行淬火加熱，淬火保溫時間按tz=(3 5)min+ 6 D計算，保溫結束后，將零件置于20 80°C的機油中冷卻，其中，tz是淬火保溫時間，單位為min, 6是淬火保溫時間系數,取0. 4 0. 7,單位為min/mm, D是零件的有效厚度或直徑，單位為mm ；
(2)將冷卻后的零件清洗；
(3)回火回火溫度為480 540°C，將NaOH坩堝堿浴爐升溫至高于回火溫度30 40°C，再降溫至回火溫度，在加熱前和連續加熱過程中，按照28 32g/m3 h的比例加入亞鐵氰化鉀U3為堿浴容積)，將零件放入坩堝堿浴爐內回火，回火保溫時間為15 30min，保溫結束后轉移至水冷，轉移時間不大于5s，水冷后硬度合格的零件進行后續加工。加入亞鐵氰化鉀可以及時清除坩堝堿浴爐的浮渣。上述光亮熱處理方法的步驟(I)中，所述干燥的零件的干燥方法為將零件放入化學除油槽中除油后于150 250°C烘干。在保溫結束后，將零件置于20 80°C的20號或30號機油中冷卻不少于2min。前述30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法的步驟(2)中，所述清洗為首先將零件放入化學除油槽中除油，然后在80 100°C的熱水槽中清洗10 20min，最后冷水清洗。前述30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法的步驟(3)中，亞鐵氰化鉀的加入比例優選為 30g/m3 ho前述熱處理方法中，在進行化學除油槽除油時，化學除油槽的配方為氫氧化鈉6 10%、碳酸鈉3 6%、硅酸鈉I 3%，余量為水，含量為質量百分含量。與現有技術相比，本發明將30CrMnSiA零件經鹽浴淬火、堿浴回火熱處理，處理后的零件外觀光亮，呈現出金屬的淺灰色，無需酸洗，并且本發明熱處理方法能保證零件的尺寸和外觀，零件在成品狀態下熱處理結束后可直接進入電鍍處理，而熱處理后的強度也能很好的達到設計要求，因為熱處理后零件無需酸洗或者進行變形校正，所以能夠縮短工藝 同期、提高生產效率、降低能耗。


圖I為30CrMnSiA材料的支臂結構示意圖，該零件的有效厚度取5mm ；
圖2為圖I的剖視 圖3為30CrMnSiA材料加工制造的螺栓零件圖，該零件的有效直徑取12mm。
具體實施例方式實施例I :圖I和圖2所示支臂的熱處理
(1)除油將支臂放入80°C的化學除油槽中浸泡15分鐘后用棉紗擦洗，然后用80°C熱水清洗，最后用冷水清洗；化學除油槽配方為氫氧化鈉8%，碳酸鈉4%，硅酸鈉2%，余量為水，含量為質量百分含量；
(2)烘干用鐵絲綁扎支臂，槽端向下，然后于150°C烘干；
(3)淬火將支臂浸入890°C的中溫鹽浴爐內進行淬火加熱，保溫時間按tz=(3 5)min+S D計算,保溫時間基數取5min, 8是淬火保溫時間系數,取0. 6min/mm,D是零件的有效厚度或直徑為5mm，tz=5+0.6X5 = 8min，保溫結束后，將零件立即轉入40°C的20號機油中冷卻，冷卻時間5min ；
(4)清洗首先將支臂放入化學除油槽中除油，然后在80°C的熱水槽中清洗20min，最后冷水清洗；
(5)回火將NaOH坩堝堿浴爐升溫至540°C(高于回火溫度30°C )，再降溫至回火溫度510°C，向坩堝堿浴爐內添加6. 6g亞鐵氰化鉀(爐內堿浴容積為0. 22m3,加入量按30g/m3 *h計算)，清除浮渣，將支臂放入坩堝堿浴爐內回火，回火加熱溫度為510°C，回火保溫時間為25min，保溫結束轉移至水冷，轉移時間3秒，回火后檢測支臂的硬度為38HRC，槽端口尺寸收縮，收縮量在0. IOmm以內，滿足設計要求，表面光亮，呈淺灰色，可直接進入后續電鍍工序。實施例2 :圖3所示螺栓的熱處理
(I)除油將螺栓放入90°C的化學除油槽中浸泡20分鐘后用棉紗擦洗，然后用90°C熱水清洗，最后用冷水清洗；化學除油槽配方為氫氧化鈉10%，碳酸鈉3%，硅酸鈉3%，余量為水，含量為質量百分含量；
(2)烘干用鐵絲綁扎螺栓，螺紋端向下，然后于200°C烘干；
(3)淬火將螺栓浸入900°C的中溫鹽浴爐內進行淬火加熱，保溫時間按tz=(3 5)min+S D計算,保溫時間基數取3min, 8是淬火保溫時間系數,取0. 5min/mm,D是零件的有效直徑為12mm，tz=3+0. 5X12 = 9min,保溫結束后，將螺栓立即轉入60°C的30號機油中冷卻，冷卻時間3min ；
(4)清洗首先將螺栓放入化學除油槽中除油，然后在90°C的熱水槽中清洗lOmin，最后冷水清洗；
(5)回火將NaOH坩堝堿浴爐升溫至530°C(高于回火溫度35°C )，再降溫至回火溫度495°C，向坩堝堿浴爐內添加6. 6g亞鐵氰化鉀(爐內堿浴容積為0. 22m3)，清除浮渣，將螺栓放入坩堝堿浴爐內回火，回火加熱溫度為495°C，回火保溫時間為15min，保溫結束轉移至 水冷，轉移時間4秒，回火后檢測支臂的硬度為38 39HRC，檢測變形為直線度0. 05mm，滿足設計要求，表面光亮，呈淺灰色，直接進入后續電鍍工序。
權利要求
1.一種30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法，其特征在于包括如下步驟 (1)淬火將干燥的零件浸入中溫鹽浴爐中，在880 900°C下進行淬火加熱，淬火保溫時間按tz=(3 5)min+ 6 D計算，保溫結束后，將零件置于20 80°C的機油中冷卻；其中，tz是淬火保溫時間，單位為min, 6是淬火保溫時間系數,取0. 4 0. 7,單位為min/mm, D是零件的有效厚度或直徑，單位為mm ； (2)將冷卻后的零件清洗； (3)回火回火溫度為480 540°C，先將NaOH坩堝堿浴爐升溫至高于回火溫度30 40°C，再降溫至回火溫度，在加熱前和連續加熱過程中，按照28 32g/m3 h的比例加入亞鐵氰化鉀，將零件放入坩堝堿浴爐內回火，回火保溫時間為15 30min，保溫結束后轉移至水冷，轉移時間不大于5s，水冷后硬度合格的零件進行后續加工。
2.按照權利要求I所述30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法，其特征在于步驟(I)中所述零件的干燥方法是將零件放入化學除油槽中除油后于150 250°C烘干。
3.按照權利要求I所述30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法，其特征在于步驟(I)中，保溫結束后，將零件置于20 80°C的20號或30號機油中冷卻2min以上。
4.按照權利要求I所述30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法，其特征在于步驟(2)是先將零件放入化學除油槽中除油，然后在80 100°C的熱水槽中清洗10 20min，最后冷水清洗。
5.按照權利要求I所述30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法，其特征在于步驟(3)中，亞鐵氰化鉀的加入比例為30g/m3 ho
6.按照權利要求2或4所述30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法，其特征在于化學除油槽的配方為氫氧化鈉6 10%、碳酸鈉3 6%、硅酸鈉I 3%，余量為水，含量為質量百分含量。
全文摘要
本發明公開了一種30CrMnSiA零件的光亮熱處理方法，包括中溫鹽浴淬火、清洗、坩堝堿浴爐回火等步驟，處理后的零件外觀光亮，呈現出金屬的淺灰色，無需酸洗，并且本發明熱處理方法能保證零件的尺寸和外觀，零件在成品狀態下熱處理結束后可直接進入電鍍處理，而熱處理后的強度也能很好的達到設計要求，因為熱處理后零件無需酸洗或者進行變形校正，所以能夠縮短工藝同期、提高生產效率、降低能耗。
文檔編號C21D1/18GK102978349SQ20121000283
公開日2013年3月20日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者鄧國軍 申請人:貴州航天風華精密設備有限公司