本發明涉及一種消除4cr13不銹鋼環軋件退火態網碳的工藝方法，適用于精密鍛造領域。

背景技術：

4cr13系屬馬氏體不銹鋼，是一種應用廣泛的模具鋼。該材料在鍛造過程中若終鍛溫度過高以及冷速緩慢，便回有珠光體在轉變前析出二次碳化物，應沿奧氏體晶界分布形成不同程度的網狀碳化物，此網狀碳化物一旦形成不論后續退火、或是淬火都難以消除。

目前行業內對4cr13鍛件多以球化退火作為預處理工藝，很難從根本上消除顯微組織下網狀碳化物，退火態的網狀碳化物的存在對后續機加工有很大影響，在后續的淬火過程中也難以消除，網狀碳化物的存在弱化了晶界之間的強度，進而使產品的疲勞強度降低，開裂風向增大，產生折斷、開裂以及使用壽命低等致命問題；對一些要求較高的環模產品，鍛后熱處理多采用兩次退火或者正火+回火，雖在一定程度上減少了顯微組織下的網狀碳化物，但同時大幅增加了生產成本、降低了生產效率。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種消除4cr13不銹鋼環軋件退火態網碳的工藝方法，通過控制終鍛溫度和冷卻速度，有效地避免了4cr13不銹鋼在鍛后冷卻過程中產生網狀碳化物的產生，提高了產品的質量。

本發明解決上述技術問題采取的技術方案是：一種消除4cr13不銹鋼環軋件退火態網碳的工藝方法，其特征在于：包括如下工藝步驟：

(1)切割：將4cr13不銹鋼切割成環軋件坯料；

(2)鍛造：鍛造時間＜3min，始鍛溫度為1180℃，終鍛溫度≥900℃；

(3)快速冷卻：采用8％-12％的淬火液將熱鍛件快速冷卻至500-600℃；

(4)球化退火：按照80℃/h程序升溫至870℃保溫6h，再按15℃/h緩慢爐冷至730℃，保溫5h，然后以＜15℃/h的速度緩慢冷至500℃停爐，隨爐冷卻至300℃出爐分散空冷；

(5)得到組織均勻的4cr13不銹鋼鍛件。

作為優選，所述4cr13不銹鋼中c含量為0.4-0.5％，cr含量為12-14％。

采用了上述技術方案后，本發明具有以下的有益效果：本發明通過控制環軋件的終鍛溫度，并且采用一定濃度的聚合物淬火液實現熱鍛件的快速冷卻，有效的避免了4cr13不銹鋼在鍛件冷卻過程中產生網狀碳化物的產生，球化退火后顯微組織網狀碳化物評級可達到4.2-4.1級。該工藝方法簡單易行，能夠有效的提高生產效率并避免馬氏體不銹鋼網狀碳化物的產生，能大幅改善4cr13環軋件類產品的鉆屑性能，提高產品的疲勞強度，降低開裂風險，提高產品的壽命。

附圖說明

圖1為實施例1光學放大倍數為500×的球化級別圖；

圖2為實施例1光學放大倍數為200×的球化級別圖；

圖3為實施例2光學放大倍數為500×的球化級別圖；

圖4為實施例2光學放大倍數為200×的球化級別圖；

具體實施方式

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明。

一種消除4cr13不銹鋼環軋件退火態網碳的工藝方法的實施例如下：

實施例1：包括如下工藝步驟：

(1)切割：將4cr13不銹鋼切割成環軋件坯料；

(2)鍛造：鍛造時間40s，始鍛溫度為1180℃，終鍛溫度1032℃；

(3)快速冷卻：采用8％-12％的淬火液將熱鍛件快速冷卻至550℃，冷卻時間為10s；

(4)球化退火：按照80℃/h程序升溫至870℃保溫6h，再按15℃/h緩慢爐冷至730℃，保溫5h，然后以＜15℃/h的速度緩慢冷至500℃停爐，隨爐冷卻至300℃出爐分散空冷；

(5)得到組織均勻的4cr13不銹鋼鍛件，如圖1所示，球化等級為2.3，如圖2所示，網狀碳化物評級為4.2。

實施例2：包括如下工藝步驟：

(1)切割：將4cr13不銹鋼切割成環軋件坯料；

(2)鍛造：鍛造時間85s，始鍛溫度為1180℃，終鍛溫度950℃；

(3)快速冷卻：采用8％-12％的淬火液將熱鍛件快速冷卻至569℃，冷卻時間為15s；

(4)球化退火：按照80℃/h程序升溫至870℃保溫6h，再按15℃/h緩慢爐冷至730℃，保溫5h，然后以＜15℃/h的速度緩慢冷至500℃停爐，隨爐冷卻至300℃出爐分散空冷；

(5)得到組織均勻的4cr13不銹鋼鍛件，如圖3所示，球化等級為2.3，如圖4所示，網狀碳化物評級為4.2。

與現有技術相比，本發明通過控制環軋件的終鍛溫度，并且采用一定濃度的聚合物淬火液實現熱鍛件的快速冷卻，有效的避免了4cr13不銹鋼在鍛件冷卻過程中產生網狀碳化物的產生，球化退火后顯微組織網狀碳化物評級可達到4.2-4.1級。該工藝方法簡單易行，能夠有效的提高生產效率并避免馬氏體不銹鋼網狀碳化物的產生，能大幅改善4cr13環軋件類產品的鉆屑性能，提高產品的疲勞強度，降低開裂風險，提高產品的壽命。

以上所述的具體實施例，對本發明解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種消除4Cr13不銹鋼環軋件退火態網狀碳化物碳的工藝方法，包括以下工藝步驟：切割?鍛造?快速冷卻?球化退火，其中始鍛溫度為1180℃，終鍛溫度≥900℃，采用8％?12％的淬火液將熱鍛件快速冷卻至500?600℃，通過控制終鍛溫度和冷卻速度，有效地避免了4Cr13不銹鋼在鍛后冷卻過程中網狀碳化物的產生，提高了產品的質量和壽命。

技術研發人員：戚大濤;錢進;白文平
受保護的技術使用者：江蘇翔能科技發展有限公司
技術研發日：2016.12.22
技術公布日：2017.08.18