專利名稱：一種提高鋼材料沖擊性能的方法
一種提高鋼材料沖擊性能的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高性能金屬材料及特殊合金材料加工領(lǐng)域，主要是涉及一種提高鋼材料沖擊性能的方法。
背景技術(shù)：
隨著工程機(jī)械對(duì)產(chǎn)品性能要求的不斷提高，相應(yīng)對(duì)油缸材料的晶粒組織，力學(xué)性能有了更高要求，特別是油缸如果在交變應(yīng)力環(huán)境下，需承受一定的疲勞強(qiáng)度，這對(duì)材料的沖擊性能有更高要求，一般來說，晶粒愈細(xì)金屬的機(jī)械性能特別是韌性愈好，沖擊功愈高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高鋼材料沖擊性能的方法，通過退火及表面處理，然后經(jīng)冷軋加工方法產(chǎn)生塑性變形，大大提高了金屬材料的強(qiáng)度、硬度，該方法不僅能使金屬成型，而且能使金屬的組織和性能大大改善，提供一種質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的取代產(chǎn)品。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種提高鋼材料沖擊性能的方法包括以下步驟:
I)將30CrMnSi或27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼材料進(jìn)行不完全退火處理；
2)將步驟I)所得材料依次經(jīng)酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面處理，然后進(jìn)行冷軋加工，控制冷變形單位減輕量在30-40%范圍內(nèi)；
3)將步驟2)所得的材料進(jìn)行再結(jié)晶處理，處理溫度在550°C -700°C范圍內(nèi)，保溫3-6小時(shí)，然后緩冷到300°C以下出爐空冷得到?jīng)_擊性能在原來基礎(chǔ)上提高50-80%以上的鋼材料。
所述的不完全退火處理在780°C _820°C進(jìn)行。
所述冷變形單位減輕量即單位長度的材料經(jīng)冷軋?zhí)幚頊p輕的重量與原始重量的比值。
所述步驟3)中再結(jié)晶處理的處理溫度為580_620°C。
所述酸洗過程采用質(zhì)量濃度為15-20%的鹽酸溶液，處理時(shí)間為30-60分鐘。
所述步驟2)中磷化過程中采用磷酸鋅、錳鹽附著磷化膜進(jìn)行磷化。
本發(fā)明提供的提高鋼材料沖擊性能的方法具有以下有益效果:
1、本發(fā)明通過冷軋方式使晶格間滑移，選擇合適的冷變形量(即冷變形單位減輕量)，使產(chǎn)生滑移地帶逐漸增多，晶粒逐漸“碎化”成許多位向略有不同的小晶塊，隨著變形量的增加，晶粒逐漸破碎變細(xì)。
2、為了使材料 獲得優(yōu)良的組織和性能，還必須進(jìn)行了再結(jié)晶處理，金屬的再結(jié)晶與液體結(jié)晶不同，它沒有一個(gè)臨界點(diǎn)，由于金屬的晶格類型不發(fā)生變化，金屬材料開始再結(jié)晶的溫度與它的變形程度、化學(xué)成分，加熱速度和加熱時(shí)間等因素有關(guān)；金屬的冷變形量越大，其再結(jié)晶溫度便越低，再結(jié)晶后的晶粒越細(xì)，再結(jié)晶后，冷變形金屬的晶格畸變及晶粒“碎化”等缺陷和內(nèi)應(yīng)力可以消除，因而強(qiáng)度、硬度下降的同時(shí)，塑性和韌性大為提高。
3、本發(fā)明通過控制冷變形減輕量及再結(jié)晶退火溫度及時(shí)間，使得晶粒較原始組織細(xì)化，可以大大提高材料的沖擊性能指標(biāo)；并且該產(chǎn)品強(qiáng)度也得以提高，不僅表面質(zhì)量好、尺寸精度高且綜合機(jī)械性能優(yōu)越，具有較高的性價(jià)比。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但實(shí)施例僅在于說明本發(fā)明，而不是對(duì)其進(jìn)行限制。實(shí)施例1:將材料規(guī)格30CrMnSi Φ 102mmX 12mm,在790°C進(jìn)行不完全退火處理，再進(jìn)行表面處理工序，即依次進(jìn)行酸洗、清洗中和、磷化、皂化處理，然后通過兩輥冷軋機(jī)冷軋得到尺寸規(guī)格為Φ 90mm/Φ 74mm的精密鋼管單位減輕量39.3% ;最后進(jìn)行再結(jié)晶處理,處理時(shí)分成兩組，一組在580°C保溫3小時(shí)，另一組在620°C保溫3小時(shí)，最后均緩冷到300°C以下出爐空冷。經(jīng)過上述步驟處理后所得的材料的具體技術(shù)指標(biāo)如下見表1:表權(quán)利要求
1.一種提高鋼材料沖擊性能的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將30CrMnSi或27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼材料進(jìn)行不完全退火處理； 2)將步驟I)所得材料依次經(jīng)酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面處理，然后進(jìn)行冷軋加工，控制冷變形單位減輕量在30-40%范圍內(nèi)； 3)將步驟2)所得的材料進(jìn)行再結(jié)晶處理，調(diào)整處理溫度在550°C-700°C，保溫3_6小時(shí)，然后緩冷到300°C以下出爐空冷得到?jīng)_擊性能在原來基礎(chǔ)上提高50-80%以上的鋼材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述的不完全退火處理在780°C -820°C進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述冷變形單位減輕量即單位長度的材料經(jīng)冷軋?zhí)幚頊p輕的重量與原始重量的比值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述步驟3)中再結(jié)晶處理的處理溫度為580-620°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述酸洗過程采用質(zhì)量濃度為15-20%的鹽酸溶液，處理時(shí)間為30-60分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述步驟2)中磷化過程中采用磷酸鋅、錳 鹽附著磷化膜進(jìn)行磷化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高鋼材料沖擊性能的方法，通過對(duì)原材料的不完全退火處理、表面處理、冷軋加工及再結(jié)晶退火一系列的處理，得到?jīng)_擊性能在原來基礎(chǔ)上提高50-80%以上的鋼材料。本發(fā)明通過控制單位冷變形減輕量及再結(jié)晶退火溫度及時(shí)間，使得晶粒較原始組織細(xì)化，達(dá)到提高材料的沖擊性能的目的；并且通過該方法得到的產(chǎn)品強(qiáng)度也得以提高，不僅表面質(zhì)量好、尺寸精度高且綜合機(jī)械性能優(yōu)越，具有較高的性價(jià)比。
文檔編號(hào)C21D8/10GK103173771SQ20131008271
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者趙江華, 盧鳳云, 王琴 申請(qǐng)人:宜昌中南精密鋼管有限公司