合金鋼的鍛后熱處理方法
【專(zhuān)利摘要】合金鋼的鍛后熱處理方法，在待處理合金鋼工件表面形成防脫碳防氧化保護(hù)層，然后對(duì)具有防脫碳防氧化保護(hù)層的待處理合金鋼工件進(jìn)行等溫退火步驟。此合金鋼的鍛后熱處理方法能有效防止了待處理合金鋼工件的表面發(fā)生脫碳和氧化，并縮短加熱周期，進(jìn)而有利于提高待處理合金鋼工件的綜合機(jī)械性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】合金鋼的鍛后熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱處理工藝，尤其是一種合金鋼的鍛后熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]34CrNi3Mo合金鋼是機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的高強(qiáng)度合金鋼之一，其綜合機(jī)械性能較好，具有良好的塑性、韌性、耐磨性、耐蝕性和一定的抗熱性，較高的回火穩(wěn)定性與較寬的回火溫度范圍，以及良好的冷熱加工性能。因此，34CrNi3Mo合金鋼主要用于齒輪軸等零部件，且特別適用于大截面、高負(fù)荷和承受沖擊載荷的重要鍛件。
[0003]傳統(tǒng)的齒輪軸的制作方法包括鍛造加工工序、鍛后的熱處理工序、機(jī)械加工工序以及調(diào)質(zhì)處理工序等。但是，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，傳統(tǒng)的煅后熱處理工序通常是將工件直接裝入退火爐中進(jìn)行普通退火，由于工件在退火爐中的熱處理周期較長(zhǎng)，容易導(dǎo)致工件表面氧化脫碳，從而影響后續(xù)調(diào)質(zhì)處理工序的效果。例如，傳統(tǒng)的煅后熱處理工藝可能導(dǎo)致工件的硬度偏高，從而對(duì)工件的力學(xué)性能產(chǎn)生一定的影響，無(wú)法滿足工件的使用的技術(shù)要求。此外，傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)處理工序中通常是采用油冷的方式進(jìn)行回火冷卻，也不利于減少工件的殘余應(yīng)力，從而影響到工件的綜合機(jī)械性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種合金鋼的鍛后熱處理方法，其能有效防止待處理合金鋼工件的表面發(fā)生脫碳和氧化，并能有效縮短待處理合金鋼工件的熱處理周期，進(jìn)而有利于提高待處理合金鋼工件的綜合機(jī)械性能。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0006]一種合金鋼的鍛后熱處理方法，其是先在待處理合金鋼工件表面形成防脫碳防氧化保護(hù)層，再對(duì)具有防脫碳防氧化保護(hù)層的待處理合金鋼工件進(jìn)行等溫退火步驟。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的合金鋼的鍛后熱處理方法在在待處理合金鋼工件表面涂布防脫碳防氧化保護(hù)層，能有效防止了待處理合金鋼工件的表面在后續(xù)的退火步驟中發(fā)生脫碳和氧化。此外，本發(fā)明的合金鋼的鍛后熱處理方法通過(guò)對(duì)具有防脫碳防氧化保護(hù)層的待處理合金鋼工件進(jìn)行等溫退火步驟，能有效縮短待處理合金鋼工件的熱處理周期，因此，有利于提高待處理合金鋼工件的綜合機(jī)械性能。特別是，通過(guò)本發(fā)明的合金鋼的鍛后熱處理方法處理的工件的硬度能較好的滿足工件的使用的技術(shù)要求。
[0008]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明如下。`
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的合金鋼的鍛后熱處理方法的流程圖。
[0010]110:涂布防脫碳防氧化保護(hù)層步驟 120:等溫退火步驟[0011]130:調(diào)質(zhì)處理步驟132:淬火步驟
[0012]134:高溫回火步驟
【具體實(shí)施方式】
[0013]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的合金鋼的鍛后熱處理方法的【具體實(shí)施方式】、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如下。有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)【具體實(shí)施方式】的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
[0014]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的合金鋼的鍛后熱處理方法的流程圖。在本實(shí)施例中，是利用34CrNi3Mo合金鋼毛坯料經(jīng)過(guò)一系列的鍛造加工步驟制成鍛造后的待處理的合金鋼工件例如是齒輪軸。34CrNi3Mo合金鋼的主要成分含量包括質(zhì)量百分比0.70%~1.10%的鉻(Cr)，2.75% ~3.25% 的鎳(Ni)，0.25% ~0.40% 的鑰(Mo)，0.30% ~0.40% 的碳(C)等。
[0015]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例的合金鋼的鍛后熱處理方法，首先是在待處理的合金鋼工件的表面進(jìn)行形成防脫碳防氧化保護(hù)層步驟110。在本實(shí)施例中，形成防脫碳防氧化保護(hù)層步驟110是采用石墨粉與油充分?jǐn)嚢杈鶆蛐纬珊隣钗铮^佳的是，將石墨粉與機(jī)械油充分?jǐn)嚢杈鶆蛐纬珊隣钗铮缓髮⒑隣钗锞鶆蛲坎荚诖幚淼暮辖痄摴ぜ恼麄€(gè)表面形成防脫碳防氧化保護(hù)層。防脫碳防氧化保護(hù)層的厚度應(yīng)當(dāng)完全密封待處理合金鋼工件的表面，并使得待處理合金鋼工件的表面在后續(xù)的熱處理工序中不被暴露出來(lái)為宜。本實(shí)施例中，防脫碳防氧化保護(hù)層例如石墨油糊狀涂層的形成厚度約為0.2-0.5毫米。此外，值得一提的是，石墨粉與油的混合比例并無(wú)特別限定，只要石墨粉能充分與油混合形成均勻的糊狀即可。由于在待處理的合金鋼工件的表面形成了防脫碳防氧化保護(hù)層例如本實(shí)施例中的石墨油糊狀涂層，此石墨油糊狀涂層能有效阻止待處理的合金鋼工件的表面與后續(xù)熱處理工序中的氧氣接觸，因此能有效防止待處理合金鋼工件的表面在后續(xù)的熱處理工序中發(fā)生脫碳和氧化。當(dāng)然，防脫碳防氧化保護(hù)層并不`限定于本實(shí)施例中的石墨油糊狀涂層，其它適宜的防脫碳防氧化保護(hù)層也可適用于形成在待處理的合金鋼工件的表面。
[0016]在形成防脫碳防氧化保護(hù)層步驟110之后，對(duì)具有防脫碳防氧化保護(hù)層的待處理合金鋼工件進(jìn)行等溫退火步驟120。等溫退火是指將工件加熱保溫后，以較快的冷卻速度冷至Acl (加熱時(shí)開(kāi)始形成奧氏體的溫度)以下某一個(gè)溫度保溫一段時(shí)間，使奧氏體等溫分解為珠光體。換句話說(shuō)，等溫退火是指將工件加熱到一定溫度之后，使其在一個(gè)較低溫度的環(huán)境中快速冷卻，冷卻至這個(gè)較低的溫度后再保溫。在本實(shí)施例中，等溫退火步驟120是首先將具有防脫碳防氧化保護(hù)層的待處理合金鋼工件加熱至600~650°C進(jìn)行保溫，之后，快速冷卻待處理合金鋼工件至280~320°C進(jìn)行保溫，接著將待處理合金鋼工件加熱至650~670°C進(jìn)行保溫，并繼續(xù)加熱待處理合金鋼工件至870~890°C進(jìn)行保溫，之后快速冷卻待處理合金鋼工件至280~320°C進(jìn)行保溫，然后再次將待處理合金鋼工件加熱至640~660°C進(jìn)行保溫，隨后在爐內(nèi)冷卻至400°C以下并出爐空冷。需要注意的是，在等溫退火步驟120中的各個(gè)溫度的保溫時(shí)間無(wú)特別限定，其可根據(jù)待處理合金鋼工件的大小和裝爐量而定，只要保溫時(shí)間能保證待處理合金鋼工件熱透即可。而快速冷卻待處理合金鋼工件至280~320°C進(jìn)行保溫的時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)，較佳的是在5小時(shí)以上。由于采用等溫退火步驟110，快速的冷卻降溫在一定程度上能有效縮短待處理合金鋼工件的熱處理周期，從而有利于提高待處理合金鋼工件的綜合機(jī)械性能。
[0017]值得一提的是，本實(shí)施例中的防脫碳防氧化保護(hù)層例如本實(shí)施例中的石墨油糊狀涂層在經(jīng)過(guò)等溫退火步驟120中能有效阻止待處理的合金鋼工件的表面與退火爐中的氧氣接觸，因此能有效防止待處理合金鋼工件的表面在后續(xù)的等溫退火步驟120中發(fā)生脫碳和氧化。不過(guò)，防脫碳防氧化保護(hù)層例如石墨油糊狀涂層的表層的一部分可能會(huì)被氧化掉，但是大部分仍會(huì)包覆在待處理合金鋼工件的表面。然后，對(duì)經(jīng)過(guò)等溫退火步驟120的待處理合金鋼工件會(huì)進(jìn)行一系列的機(jī)加工步驟，機(jī)加工的步驟一方面是使得待處理合金鋼工件進(jìn)一步精細(xì)化成型結(jié)構(gòu)，另一方面也可方便的將待處理合金鋼工件表面的防脫碳防氧化保護(hù)層去除。
[0018]隨后，經(jīng)過(guò)機(jī)加工步驟的待處理合金鋼工件可直接進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理步驟130。本實(shí)施例中，調(diào)質(zhì)處理步驟130包括淬火步驟132和高溫回火步驟134。淬火步驟132的淬火溫度是850~890°C。需要注意的是，淬火步驟132的保溫時(shí)間并無(wú)特別限定，其可根據(jù)待處理合金鋼工件的大小和裝爐量而定，只要保溫時(shí)間能保證待處理合金鋼工件熱透即可。高溫回火步驟140是對(duì)經(jīng)過(guò)淬火步驟132的待處理合金鋼工件進(jìn)行的，回火溫度為550~650°C，高溫回火步驟140的保溫時(shí)間也可根據(jù)待處理合金鋼工件的大小和裝爐量而定，只要保溫時(shí)間能保證待處理合金鋼工件熱透即可，之后將待處理合金鋼工件出爐后空冷。較佳的是，高溫回火步驟134的保溫時(shí)間約是淬火步驟132的保溫時(shí)間的2倍。高溫回火步驟134采用空冷的回火冷卻方式，有利于減少工件的內(nèi)應(yīng)力，并使殘余應(yīng)力降低到最小值，從而有利于改善待處理合金鋼工件的綜合機(jī)械性能。
[0019]制得一提的是，本實(shí)施例的滲金鋼的鍛后熱處理方法不僅適用于34CrNi3Mo合金鋼，而且也適用于其它與34CrNi3Mo性能相近的合金鋼，例如35CrMo合金鋼或35CrNiMo合金鋼等。
``[0020]綜上所述，本實(shí)施例的合金鋼的鍛后熱處理方法在在待處理合金鋼工件表面涂布防脫碳防氧化保護(hù)層，能有效防止了待處理合金鋼工件的表面在后續(xù)的退火步驟中發(fā)生脫碳和氧化。此外，本實(shí)施例的合金鋼的鍛后熱處理方法通過(guò)對(duì)具有該防脫碳防氧化保護(hù)層的該待處理合金鋼工件進(jìn)行等溫退火步驟，能有效縮短待處理合金鋼工件的加熱周期。另外，本實(shí)施例的合金鋼的鍛后熱處理方法的高溫回火步驟采用空冷的回火冷卻方式，有利于減少工件的內(nèi)應(yīng)力，并使殘余應(yīng)力降低到最小值。因此，本實(shí)施例的合金鋼的鍛后熱處理方法能有效改善工件的沖擊值，降低硬度值，減少殘余應(yīng)力，從而有利于提高工件的綜合機(jī)械性能。
[0021]以上所述，僅是本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種合金鋼的鍛后熱處理方法，其特征在于，其包括: 在待處理合金鋼工件表面形成防脫碳防氧化保護(hù)層；以及 對(duì)具有該防脫碳防氧化保護(hù)層的該待處理合金鋼工件進(jìn)行等溫退火步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的合金鋼的鍛后熱處理方法，其特征在于，該合金鋼的材質(zhì)為34CrNi3Mo、35CrMo 或 35CrNiMo。
3.如權(quán)利要求1所述的合金鋼的鍛后熱處理方法，其特征在于，該防脫碳防氧化保護(hù)層包括石墨粉和油。
4.如權(quán)利要求1所述的合金鋼的鍛后熱處理方法，其特征在于，該防脫碳防氧化保護(hù)層的厚度范圍是0.2~0.5毫米。
5.如權(quán)利要求1所述的合金鋼的鍛后熱處理方法，其特征在于，該等溫退火步驟是首先將該待處理合金鋼工件加熱至600~650°C進(jìn)行保溫，之后快速冷卻至280~320°C進(jìn)行保溫，接著再將該待處理合金鋼工件加熱至650~670°C進(jìn)行保溫，并繼續(xù)加熱至870~890°C進(jìn)行保溫，之后快速冷卻至280~320°C進(jìn)行保溫，然后再次將該待處理合金鋼工件加熱至640~660°C進(jìn)行保溫，隨后在爐內(nèi)冷卻至400°C以下并出爐空冷。
6.如權(quán)利要求1所述的合金鋼的鍛后熱處理方法，其特征在于，在該等溫退火步驟之后，更包括對(duì)該待處理合金鋼工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的合金鋼的鍛后熱處理方法，其特征在于，該調(diào)質(zhì)處理步驟包括淬火步驟以及高溫回火步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的合金鋼的鍛后熱處理方法`，其特征在于，該淬火步驟的淬火溫度是850~890°C。
9.如權(quán)利要求7所述的合金鋼的鍛后熱處理方法，其特征在于，該高溫回火步驟的回火溫度為550-650°C。
10.如權(quán)利要求7所述的合金鋼的鍛后熱處理方法，其特征在于，該高溫回火步驟的回火冷卻方式是空冷。
【文檔編號(hào)】C21D1/26GK103468887SQ201310333186
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】郭秋彥, 陳倩, 李莉, 劉強(qiáng), 楊安志, 馮擎峰 申請(qǐng)人:浙江吉利汽車(chē)研究院有限公司, 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司