一種大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法
【專(zhuān)利摘要】一種大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法。其包括將鍛件以4～7℃/分鐘升溫速度進(jìn)行正火，在910～930℃溫度下保溫，以60～70℃/分鐘降溫速度風(fēng)冷至500～600℃，以5～10℃/分鐘降溫速度風(fēng)冷至150℃以下；以4～7℃/分鐘升溫速度進(jìn)行淬火，860～880℃溫度下保溫，之后淬火，以100～150℃/分鐘降溫速度快速冷卻至150℃以下，放入常用油冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻；以4～7℃/分鐘升溫速度進(jìn)行回火，在640～660℃的溫度下保溫，以5～10℃/分鐘降溫速度風(fēng)冷至可操作溫度。本發(fā)明方法可使大截面軸類(lèi)鍛件獲得良好的金相組織，并擁有較高的強(qiáng)度和韌性，尤其是可以使大截面軸類(lèi)鍛件的心部組織得到細(xì)化，使得其心部和表層組織具有相同的金相組織以及力學(xué)性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于諸如軌道車(chē)輛車(chē)軸等大截面軸類(lèi)鍛件的鍛后熱處理基本都是采用兩次正火加回火工藝或者調(diào)質(zhì)工藝。
[0003]其中正火工藝的風(fēng)冷過(guò)程主要采用大流量低風(fēng)壓且風(fēng)向沿工件軸向流動(dòng)的風(fēng)向布局，這種布局的缺點(diǎn)是不能滿足快速冷卻、均勻冷卻的工藝要求。同時(shí)，公知的風(fēng)冷室無(wú)法調(diào)節(jié)冷卻速度，由于空氣的比熱容會(huì)隨著溫度、濕度的變化而產(chǎn)生較大的變化，因此，不能滿足更加精細(xì)更高標(biāo)準(zhǔn)的高鐵動(dòng)車(chē)、地鐵及重載貨車(chē)車(chē)軸的技術(shù)要求。
[0004]以往大截面軸類(lèi)鍛件的淬火通常采用普通水作為介質(zhì)，這樣很容易會(huì)因高溫工件將水汽化而產(chǎn)生汽膜，最終達(dá)不到應(yīng)有的冷卻速度，因此無(wú)法在鍛件上距離工件表面65-75mm的心部形成致密的馬氏體或下貝氏體。同時(shí)由于汽膜的不規(guī)則性，使得工件表面組織無(wú)法均勾一致。
[0005]隨著鍛件尺寸的增大以及對(duì)性能要求的提高，工件心部組織和機(jī)械性能對(duì)整體性能的影響越來(lái)越大，傳統(tǒng)的熱處理工藝已逐漸無(wú)法滿足對(duì)工件心部組織和機(jī)械性能的要求，而且往往得到的產(chǎn)品心部性能和表層性能相差懸殊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種可以批量均勻一致地細(xì)化大截面軸類(lèi)鍛件心部組織、提高心部機(jī)械性能的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟:
[0008]I)將大截面軸類(lèi)鍛件以4?7°C/分鐘的升溫速度進(jìn)行正火處理，然后在910?930°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后以50?70°C/分鐘的降溫速度風(fēng)冷至500?600°C，然后以5?1 °C /分鐘的降溫速度風(fēng)冷至150 °C以下；
[0009]2)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述正火處理后的大截面軸類(lèi)鍛件進(jìn)行淬火處理，然后在860?880°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后利用淬火介質(zhì)進(jìn)行淬火，控制淬火攪拌烈度以100?150 °C/分鐘的降溫速度快速冷卻至150 °C以下，最后放入常用的油冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻；
[0010]3)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述淬火處理后的大截面軸類(lèi)鍛件進(jìn)行回火處理，然后在640?660 °C的溫度下保溫340?380分鐘，之后以5?10 °C/分鐘的降溫速度風(fēng)冷至可操作溫度。
[0011 ] 2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法，其特征在于:在步驟2)中，所述的淬火介質(zhì)為普通軟化水。
[0012]本發(fā)明提供的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法可以使大截面軸類(lèi)鍛件獲得良好的金相組織，并擁有較高的強(qiáng)度和韌性，尤其是可以使大截面軸類(lèi)鍛件的心部組織得到細(xì)化，使得其心部和表層組織具有相同的金相組織以及力學(xué)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明提供的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法工藝曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]本發(fā)明提供的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟:
[0016]I)將大截面軸類(lèi)鍛件以4?7°C/分鐘的升溫速度進(jìn)行正火處理，然后在910?930°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后以60?70°C/分鐘的降溫速度風(fēng)冷至500?600°C，然后以5?10°C/分鐘的降溫速度風(fēng)冷至150°C以下；此步驟可采用公知的加熱設(shè)備對(duì)鍛件進(jìn)行正火處理和保溫，之后采用分級(jí)可控噴流式風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻，比如可采用高壓風(fēng)機(jī)將冷空氣打入角型靜壓箱，通過(guò)狹縫將冷風(fēng)均勻地噴在鍛件表面，熱風(fēng)從反角型外風(fēng)箱中被引風(fēng)機(jī)有序引出車(chē)間，依靠對(duì)正火冷卻速度的分級(jí)控制，一方面可消除鍛件鍛造后遺留的粗大和不均勻組織，另一方面細(xì)化晶粒；同時(shí)，分級(jí)冷卻中前段急冷的目的是為了提高鍛件心部的冷卻速度，使心部組織和表層組織一致性增強(qiáng)，從而允許大型鍛件下一步進(jìn)行快速淬火而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力，結(jié)果造成變形或開(kāi)裂;后段是緩冷過(guò)程，目的是使心部溫度與表面溫度趨于一致，達(dá)到均勻組織的目的。
[0017]2)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述正火處理后的大截面軸類(lèi)鍛件進(jìn)行淬火處理，然后在860?880°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后利用普通軟化水進(jìn)行淬火，控制淬火攪拌烈度以100?150 0C /分鐘的降溫速度快速冷卻至150 °C以下，最后放入常用的油冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻;此步驟可采用公知的加熱設(shè)備對(duì)鍛件進(jìn)行淬火處理和保溫，之后以普通軟化水作為淬火介質(zhì)采用液下噴流水淬方式進(jìn)行淬火，依靠調(diào)節(jié)噴吹攪拌的強(qiáng)度來(lái)調(diào)整淬火冷卻速度，從而快速降低表面及心部溫度，獲得細(xì)密的金相組織，一般為馬氏體和下貝氏體。此過(guò)程需要嚴(yán)格控制冷卻速度，避免過(guò)大的淬火應(yīng)力造成心部開(kāi)裂等缺陷。同時(shí)，使工件心部獲得足夠的冷速，提高心部組織和表層組織的一致性。與公知的淬火液攪拌方式不同的是，冷卻水在水下快速經(jīng)過(guò)鍛件表面，溫度還未升高到汽化溫度即被有序地帶走，從而避免了汽化膜給淬火過(guò)程帶來(lái)的不良影響。同時(shí)，冷卻速度可通過(guò)變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0018]3)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述淬火處理后的大截面軸類(lèi)鍛件進(jìn)行回火處理，然后在640?660 °C的溫度下保溫340?380分鐘，之后以5?10 °C/分鐘的降溫速度風(fēng)冷至可操作溫度。此步驟可采用公知的加熱設(shè)備對(duì)鍛件進(jìn)行回火處理和保溫，之后采用分級(jí)可控噴流式風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻，以使鍛件能夠獲得所需的硬度、韌性等機(jī)械性能。比如可采用高壓風(fēng)機(jī)將冷空氣打入角型靜壓箱，通過(guò)狹縫將冷風(fēng)均勻地噴在鍛件表面，熱風(fēng)從反角型外風(fēng)箱中被引風(fēng)機(jī)有序引出車(chē)間，以確保鍛件快速、均勻地被冷卻。
[0019]本發(fā)明提供的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法工藝曲線示意圖如圖1所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法，其特征在于:所述的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟: 1)將大截面軸類(lèi)鍛件以4?7°C/分鐘的升溫速度進(jìn)行正火處理，然后在910?930°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后以50?70 °C/分鐘的降溫速度風(fēng)冷至500?600 °C，然后以5?1 °C /分鐘的降溫速度風(fēng)冷至150 °C以下； 2)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述正火處理后的大截面軸類(lèi)鍛件進(jìn)行淬火處理，然后在860?880°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后利用淬火介質(zhì)進(jìn)行淬火，控制淬火攪拌烈度以100?150 °C /分鐘的降溫速度快速冷卻至150 °C以下，最后放入常用的油冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻； 3)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述淬火處理后的大截面軸類(lèi)鍛件進(jìn)行回火處理，然后在640?660 °C的溫度下保溫340?380分鐘，之后以5?10°C/分鐘的降溫速度風(fēng)冷至可操作溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大截面軸類(lèi)鍛件熱處理方法，其特征在于:在步驟2)中，所述的淬火介質(zhì)為普通軟化水。
【文檔編號(hào)】C21D1/28GK105886736SQ201511000151
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日
【發(fā)明人】隋軼
【申請(qǐng)人】天津鼎元熱工工程有限公司