专利名称：大型碳素钢轴类锻件超常规性能热处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热处理工艺，具体地说是一种大型碳素钢轴类锻件超常规热处 理工艺，属于机械加工领域。
背景技术：
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中 保持一定时间后，又以不同速度冷却，通过改变金属材料表面或内部的组织结构来控制 其性能的一种工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般 不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件 表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一 般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料 和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材 料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的 主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和 化学性能，以获得不同的使用性能。作为机械锻件的常用钢种，碳素钢有其很明显的优点，原材料价格便宜，强度 和硬度容易达到设计要求。但随着使用要求和设计要求的不断提高，对碳素钢拖轮轴锻 件的冲击韧性也有了更高的要求，甚至大于国家机械行业标准JB/T9178.1-1999《水压 机上自由锻件通用技术条件》中的要求，常规的调质处理能够满足强度及硬度的设计要 求，却对较高的冲击韧性有些困难(普通碳素钢的大型锻件，冲击韧性是个瓶颈)。常 规调质(淬火+高温回火)工艺，组织为铁素体组织和珠光体组织，以珠光体组织为主， 组织较为不均勻，且现有工艺无法较好的控制淬火冷却过程中的晶间析出和晶粒度的细 化，使冲击韧性无法较高提升，导致材料无法突破瓶颈。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种针对碳素钢轴类锻件的超常规热处理工 艺，通过常规淬火处理得到所需组织准备，保证强度的前提下，再通过亚温淬火处理的 不完全奥氏体化特性，减少晶间析出物并细化晶粒，改善组织、提高机械性能。使普通 碳素钢突破瓶颈，得到较高的冲击韧性。本发明的技术方案为碳素钢轴类锻件超常规热处理工艺，具体步骤如下
(1)淬火处理按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温 至860士 10°C，均温、保温6小时后，水冷20分钟、油冷30分钟；
(2)亚温淬火按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温 至780士 10°C，均温、保温6小时后，水冷20分钟、油冷30分钟；
3(3)回火按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C /小时的速度升温至 570士 10°C，均温、保温12小时后，炉冷。本发明的优点在于通过常规淬火处理得到所需组织准备，保证强度的前提 下，再通过亚温淬火处理的不完全奥氏体化特性，减少晶间析出物并细化晶粒，改善组 织、提高机械性能。使普通碳素钢突破瓶颈，得到较高的冲击韧性。
图1为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施例方式以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅 用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。本工艺过程中使用设备情况如下
(1)锻件加热保温800KW台车式电阻炉；
(2)锻件吊装主勾承载32T的行车；
(3)锻件冷却容积为132吨的水槽、合成淬火液槽各一。如图1所示，钢轴类锻件热处理工艺，具体步骤如下
(1)淬火处理按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温 至860士 10°C，均温、保温6小时后，水冷20分钟、油冷30分钟；
(2)亚温淬火按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温 至780士 10°C，均温、保温6小时后，水冷20分钟、油冷30分钟；
(3)回火按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温至 570士 10°C，均温、保温12小时后，炉冷。本发明的工艺所生产产品为45#钢拖轮轴锻件，是由成都建筑材料工业设计 研究院设计的，在Φ 4.8 X 72M回转窑上使用。拖轮轴尺寸为Φ 750*3180及Φ 680*2850 等共30件，毛坯重量11880KG及8710KG。其设计中冲击韧性大于国家机械行业标准 JB/T9178.1-1999《水压机上自由锻件通用技术条件》中的要求。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发 明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.大型碳素钢轴类锻件超常规性能热处理工艺，其特征在于包括如下步骤(1)淬火处理按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温 至860士 10°C，均温、保温6小时后，水冷20分钟、油冷30分钟；(2)亚温淬火按功率升温至650°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温 至780士 10°C，均温、保温6小时后，水冷20分钟、油冷30分钟；(3)回火按功率升温至350°C，保温3小时后，按动0°C/小时的速度升温至 570士 10°C，均温、保温12小时后，炉冷。
全文摘要
本发明公开了大型锻件中，碳素钢轴类锻件超常规热处理工艺，包括常规淬火处理、亚温淬火、回火三步。亚温淬火采用了不完全奥氏体化，目的是减少晶间析出物和细化晶粒，从实际效果来讲，目的达到了。其中的一个细节必须要注意，亚温的上限温度一定不能超过Ac3。本发明的优点在于通过常规淬火处理得到所需组织准备，保证强度的前提下，再通过亚温淬火处理的不完全奥氏体化特性，减少晶间析出物并细化晶粒，改善组织、提高机械性能。使普通碳素钢突破瓶颈，得到较高的冲击韧性。
文档编号C21D9/28GK102021305SQ20101057558
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者邓军 申请人:无锡宏达重型锻压有限公司