42CrMo工件的熱處理方法
42CrMo工件的熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種42CrMo工件的熱處理方法,所述工件的有效尺寸為D毫米,所述熱處理方法包括依次對(duì)所述工件進(jìn)行淬火處理和回火處理,其特征在于,所述淬火處理包括將所述工件加熱至830℃~870℃并在830℃~870℃的溫度下保溫2.0×D分鐘~3.5×D分鐘,然后使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻;所述回火處理包括將所述工件加熱至470℃~520℃并在470℃~520℃的溫度下保溫2.4×D分鐘~3.4×D分鐘,然后使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻;其中,D為大于0的數(shù)。所述熱處理方法工序較少并且使用該方法制得的42CrMo工件機(jī)械性能較好。
【專利說明】42CrMo工件的熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱處理領(lǐng)域,具體地,涉及一種42CrMo工件的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,履帶銷是用于將履帶板連接成履帶的金屬銷,在履帶工作過程中,履帶銷一方面承受著沖擊作用,一方面在履帶板銷孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦,在中噸位以及大噸位履帶起重機(jī)中顯得尤為明顯;另外,靠履帶銷相連的兩塊履帶板會(huì)分別在履帶銷上產(chǎn)生較大的扭曲力,容易使履帶銷扭曲變形甚至斷裂;履帶銷在工作過程中承受著復(fù)雜的交變載荷作用,常常由于強(qiáng)度、硬度和韌性不足而發(fā)生疲勞、磨損甚至斷裂事故,造成履帶銷使用壽命短需要經(jīng)常更換,同時(shí)也加大了加工成本。
[0003]42CrMo是制造履帶銷的常用材料,為了使制得的42CrMo履帶銷機(jī)械性能好,需要對(duì)42CrMo履帶銷的熱處理方法進(jìn)行優(yōu)化,不僅使履帶銷的表面具有較高的抗磨損、抗疲勞能力,而且心部基體也要具有較高的強(qiáng)度和韌性來對(duì)表面進(jìn)行支撐。
[0004]現(xiàn)有的42CrMo履帶銷熱處理方法為依次進(jìn)行正火處理和表面感應(yīng)淬火處理或者依次進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理和表面感應(yīng)淬火處理。對(duì)于依次進(jìn)行正火處理和表面感應(yīng)淬火處理的熱處理方法,雖然制得的42CrMo履帶銷表面硬度增大,提高了耐磨性,但是基體強(qiáng)度和韌性不夠造成與表面淬硬層的變形不協(xié)調(diào),容易導(dǎo)致表面淬硬層壓潰、剝落和斷裂。對(duì)于依次調(diào)質(zhì)處理和表面感應(yīng)淬火處理的熱處理方法,熱處理工序多且耗能大,降低了加工效率并增大了成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種42CrMo工件的熱處理方法,該熱處理方法工序較少并且使用該方法制得的42CrMo工·件機(jī)械性能較好。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種42CrMo工件的熱處理方法,所述工件的有效尺寸為D毫米,所述熱處理方法包括依次對(duì)所述工件進(jìn)行淬火處理和回火處理,其特征在于,所述淬火處理包括將所述工件加熱至830°C~870°C并在830°C~870°C的溫度下保溫
2.0XD分鐘~3.5XD分鐘,然后使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻;所述回火處理包括將所述工件加熱至470°C~520°C并在470°C~520°C的溫度下保溫2.4XD分鐘~3.4XD分鐘,然后使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻;其中,D為大于0的數(shù)。
[0007]優(yōu)選地,所述淬火處理中,以10°C /分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至830 ~870 °C。
[0008]優(yōu)選地,所述回火處理中,以10°C /分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至470 ~520 °C。
[0009]優(yōu)選地,所述淬火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液。
[0010]優(yōu)選地,所述PAG淬火液的濃度為6%_10%。
[0011]優(yōu)選地,所述回火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液。[0012]優(yōu)選地,所述PAG淬火液的濃度為6%_10%。
[0013]優(yōu)選地,所述淬火處理中,使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C;在所述回火處理中使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C。
[0014]優(yōu)選地,所述工件為履帶銷,所述有效尺寸為所述履帶銷的直徑。
[0015]優(yōu)選地,所述履帶銷的直徑為30毫米~70毫米。
[0016]在本發(fā)明的工件的熱處理方法中,依次對(duì)工件進(jìn)行淬火處理和回火處理,通過對(duì)淬火處理中淬火溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行合理控制,使得工件的組織盡可能充分奧氏體化并最終充分進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變,并且使工件的金相組織更均勻細(xì)小,增大工件的硬度;然后通過對(duì)回火處理中回火溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行合理控制,盡可能消除淬火應(yīng)力,調(diào)整工件的硬度和韌性,得到硬度和韌性均較好的工件,優(yōu)化工件的機(jī)械性能;并且,通過合理控制淬火處理和回火處理中的保溫時(shí)間,保證工件的機(jī)械性能優(yōu)良的同時(shí)盡可能提高加工效率并降低能耗。
[0017]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明提供了一種42CrMo工件的熱處理方法,所述工件的有效尺寸為D毫米,所述熱處理方法包括依次對(duì)工件進(jìn)行淬火處理和回火處理,其中,淬火處理包括將工件加熱至830°C~870°C并在830°C~870°C的溫度下保溫2.0XD分鐘~3.5XD分鐘,然后使工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻;回火處理包括將工件加熱至470°C~520°C并在470°C~520°C的溫度下保溫2.4XD分鐘~3.4XD分鐘,然后使工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻;其中,D為大于0的數(shù)。
[0020]在熱處理過程中,淬火處理中的淬火溫度(淬火溫度指淬火處理時(shí)對(duì)工件加熱使工件能夠達(dá)到的最高溫度,即前述的830 0C~870 0C )、保溫時(shí)間以及回火處理中的回火溫度(回火溫度指回火處理時(shí)對(duì)工件加熱使工件能夠達(dá)到的最高溫度,即前述的470°C~520°C)、保溫時(shí)間對(duì)最終制得的工件有著重要影響,淬火溫度和回火溫度的選擇與工件材質(zhì)并且共同決定了工件所能達(dá)到的硬度和韌度,而保溫時(shí)間與工件的有效尺寸有關(guān)。
[0021]具體地,淬火處理中,淬火溫度過低,則工件的組織無法充分奧氏體化并最終充分進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變,并且制得的工件的金相組織不夠均勻細(xì)小,直接影響到成品的強(qiáng)度和硬度;而淬火溫度過高則會(huì)造成工件表面脫碳嚴(yán)重,甚至產(chǎn)生淬火裂紋或造成晶粒異常長大等,也會(huì)是成品質(zhì)量下降;而淬火時(shí)保溫時(shí)間應(yīng)該與所選的淬火溫度相配合,保溫時(shí)間過短,工件的微觀組織轉(zhuǎn)變不充分,保溫時(shí)間過長,則延長了處理時(shí)間并增加了能耗,甚至可能造成晶粒異常長大?;鼗鹛幚碇?,回火溫度過低,淬火組織得不到充分回復(fù)和再結(jié)晶,無法充分消除淬火應(yīng)力,制得的成品韌性不夠;回火溫度過高,雖然成品的韌性提高,但是會(huì)使成品的硬度和強(qiáng)度下降;回火時(shí)間同樣應(yīng)該與所選的回火溫度相配合,保溫時(shí)間過短,無法充分消除工件內(nèi)的淬火應(yīng)力,保溫時(shí)間過長,則延長處理時(shí)間并且增大能耗。
[0022]因此,在本發(fā)明的工件的熱處理方法中,依次對(duì)工件進(jìn)行淬火處理和回火處理,并且通過對(duì)淬火處理中淬火溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行合理控制,優(yōu)化工件的金相組織,使工件的強(qiáng)度和硬度提高;然后通過對(duì)回火處理中回火溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行合理控制,盡可能消除淬火應(yīng)力,調(diào)整工件的硬度和韌性,優(yōu)化工件的機(jī)械性能;并且,根據(jù)工件的有效尺寸合理控制淬火處理和回火處理中的保溫時(shí)間,保證工件的機(jī)械性能優(yōu)良的同時(shí)盡可能縮短處理時(shí)間并降低能耗,提高加工效率并降低成本。
[0023]優(yōu)選地,在所述淬火處理中,以10°C /分鐘~13°C /分鐘的速度將工件加熱至830°C~870°C。并且,同樣,優(yōu)選地,所述回火處理中,以10°C /分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至470°C~520°C。在淬火處理和回火處理中,如果對(duì)工件進(jìn)行加熱的速度過快,會(huì)造成工件內(nèi)部和表面的溫度差較大,造成工件沿厚度方向形成溫度梯度,工件內(nèi)熱應(yīng)力增大容易引起變形和開裂,而對(duì)工件進(jìn)行加熱的速度過慢則會(huì)延長工序時(shí)間并增大能耗,因此,可以合理控制淬火處理和回火處理中對(duì)工件進(jìn)行加熱的速度,優(yōu)化工件質(zhì)量并盡可能提供加工效率、降低能耗。
[0024]另外,淬火冷卻介質(zhì)和回火冷卻介質(zhì)可以選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任意適合的介質(zhì)。優(yōu)選地,所述淬火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液,42CrMo的淬透性高,選用有機(jī)淬火液有利于保證過冷奧氏體充分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織,而且,淬火冷卻介質(zhì)的選擇直接影響工件在淬火冷卻介質(zhì)中的冷卻速度,影響淬火后工件的金相組織;進(jìn)一步優(yōu)選地,所述PAG淬火液的濃度為6%-10%,PAG淬火液的濃度決定了其冷卻能力,影響工件的冷卻速度,而工件的冷卻速度影響淬火后工件的金相組織,工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻速度過快容易造成工件變形、開裂,而冷卻速度過慢則會(huì)使非馬氏體組織增多,成品的強(qiáng)度和硬度下降。另外,本實(shí)施方式中,為了縮短加工時(shí)間,回火冷卻介質(zhì)也可以為PAG淬火液,并且所述PAG淬火液的濃度也可以為6%-10%。
[0025]此外,本是實(shí)施方式中,在所述淬火處理中,使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C ;在所述回火處理中使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C,實(shí)際操作時(shí),可以將工件冷卻至室溫下。
[0026]本發(fā)明的42CrMo工件的熱處理方法尤其適用于履帶銷的熱處理,即所述工件可以為履帶銷,在此情況下,所述有效尺寸為履帶銷的直徑。并且,本實(shí)施方式尤其適用于直徑為30毫米~70毫米的履帶銷。
[0027]本發(fā)明的42CrMo工件的熱處理方法,通過合理控制淬火處理和回火處理中的淬火溫度、回火溫度、保溫時(shí)間、淬火液種類和濃度、加速速度和終冷溫度等,優(yōu)化了工件的金相組織并縮短了加工時(shí)間,將該方法應(yīng)用于履帶銷的生產(chǎn)后制得的履帶銷強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨能力等均得到提高,組織更均勻細(xì)小,履帶銷表面和中心基體的機(jī)械性能均得到提高,而且,與現(xiàn)有的履帶銷熱處理方法相比,處理步驟少、加工周期縮短且能耗低,提高了生產(chǎn)效率并降低了加工成本。
[0028] 以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型,這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029]另外需要說明的是,在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合,為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0030]此外,本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本發(fā)明的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
[0031 ] 下面將結(jié)合實(shí)施例來具體描述本發(fā)明,但本發(fā)明的范圍不局限于此。
[0032]實(shí)施例
[0033]對(duì)42CrMo履帶銷進(jìn)行熱處理,實(shí)施例1_6中履帶銷的直徑為35毫米,實(shí)施例7_12中履帶銷的直徑為50毫米,依次對(duì)履帶銷進(jìn)行淬火處理和回火處理:在淬火處理中,以淬火加熱速度將履帶銷加熱至淬火溫度,將履帶銷在該淬火溫度下保溫淬火保溫時(shí)間,然后使履帶銷在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻至淬火終冷溫度;在回火處理中,以回火加熱速度將履帶銷加熱至回火溫度,將履帶銷在該回火溫度下保溫回火保溫時(shí)間,然后使履帶銷在回火冷卻介質(zhì)中冷卻至回火終冷溫度。在實(shí)施例1-12中的淬火處理中的淬火加熱速度、淬火溫度、淬火保溫時(shí)間、淬火終冷溫度以及淬火冷卻介質(zhì)如表1中所示;在實(shí)施例1-12中的回火處理中的回火加熱速度、回火溫度、回火保溫時(shí)間、回火終冷溫度以及回火冷卻介質(zhì)如表2中所示。
[0034]完成上述熱處理后,分別對(duì)履帶銷的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率、斷面收縮率、沖擊韌性以及硬度進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定結(jié)果如表3所示,測(cè)定方法分別為:
[0035]GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法。
[0036]GB/T229-2007金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法
[0037]JB/T6050-2006鋼鐵熱處理零件硬度測(cè)試通則
[0038]GB/T230-2009金屬洛氏硬度試驗(yàn)
[0039]表1
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種42CrMo工件的熱處理方法,所述工件的有效尺寸為D毫米,所述熱處理方法包括依次對(duì)所述工件進(jìn)行淬火處理和回火處理,其特征在于,所述淬火處理包括將所述工件加熱至830°C~870°C并在830°C~870°C的溫度下保溫2.0XD分鐘~3.5XD分鐘,然后使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻;所述回火處理包括將所述工件加熱至470°C~520°C并在470°C~520°C的溫度下保溫2.4XD分鐘~3.4XD分鐘,然后使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻;其中,D為大于0的數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的42CrMo工件的熱處理方法,其中,所述淬火處理中,以10°C/分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至830°C~870°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的42CrMo工件的熱處理方法,其中,所述回火處理中,以10°C/分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至470°C~520°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的42CrMo工件的熱處理方法,其中,所述淬火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的42CrMo工件的熱處理方法,其中,所述PAG淬火液的濃度為6%-10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的42CrMo工件的熱處理方法,其中,所述回火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的42CrMo工件的熱處理方法,其中,所述PAG淬火液的濃度為6%-10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的42CrMo工件的熱處理方法,其中,所述淬火處理中,使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻至10 °C~40 °C;在所述回火處理中使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的42CrMo工件的熱處理方法,其中,所述工件為履帶銷,所述有效尺寸為所述履帶銷的直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的42CrMo工件的熱處理方法,其中,所述履帶銷的直徑為30毫米~70毫米。
【文檔編號(hào)】C21D1/18GK103667615SQ201310670791
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】劉延斌, 蔣凱歌, 汪斌 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司