一种消除中碳低合金结构钢顽固性混晶的方法

摘要

本发明属于高性能轴锻件制造技术领域，特别涉及一种消除中碳低合金钢顽固性混晶的工艺方法，将多次正火仍未消除混晶的黑皮轴锻件，加热至730℃～830℃，按照0.7～1h/100mm进行保温，进行预冷，然后进行冷却，其冷却方式为水冷，冷却至锻件表面温度在300～350℃，然后进行空冷，之后入炉升温至正火温度820～890℃，进行保温，保温结束后，进行空冷，空冷至锻件表面温度至室温，空冷后入炉进行回火，然后空冷至表面温度为室温，该发明的优点在于通过本技术方案的实施，解决经多次正火处理的黑皮多台阶轴锻件仍为混晶的问题，处理后锻件晶粒度均匀细小，满足锻件的技术要求。

权利要求

1.一种消除中碳低合金结构钢顽固性混晶的方法，其特征在于：其方法如下：步骤一：截断晶粒遗传

将多次正火仍未消除混晶的黑皮轴锻件，加热至730℃～830℃，按照0.7～1 h/100mm进行保温，保温结束后，进行预冷，预冷时间为2～10min,然后进行冷却，其冷却方式为水冷，水冷的水温为30～35℃，冷却至锻件表面温度在300～350℃，然后进行空冷，空冷至锻件表面温度在100±20℃；

步骤二：进行正火和回火

将经过步骤一处理的锻件入炉升温至正火温度820～890℃，按0.7～1.2 h/100mm进行保温，保温结束后，进行空冷，空冷至锻件表面温度至室温，空冷后入炉进行回火，回火温度650±30℃，回火时间按1.8～2.4h/100mm，然后空冷至表面温度为室温。

说明书

一种消除中碳低合金结构钢顽固性混晶的方法

技术领域

[0001] 本发明属于高性能轴锻件制造技术领域，特别涉及一种消除中碳低合金钢顽固性混晶的工艺方法。

背景技术

[0002] 混晶是材料中出现严重晶粒不均匀现象，是材料的一种缺陷，表现为微观观察，金属基体上晶粒大小不一，粗晶与细晶混杂，它使材料性能不均匀并导致综合力学性能下降，特别是降低材料的低温冲击韧性。混晶产生的原因主要是组织遗传、成分的偏析、多火次锻造及终锻温度偏高等。

[0003] 消除中碳低合金钢混晶，常用的工艺方法是采用多次正火来消除，但对于性能要求高且多台阶的轴锻件，如35CrMo、42CrMo制成的多台阶轴锻件，往往经过三次正火以后，混晶现象仍不能消除，对于这种顽固性的混晶现象，采用本发明的工艺方法，能够将混晶消除，并获得均匀细小的晶粒。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种消除中碳低合金钢顽固性混晶的工艺方法，对于制造的多台阶高性能要求的轴锻件，能够获得均匀细小的晶粒度。

[0005] 本发明的目的是这样实现的：

[0006] 一种消除中碳低合金结构钢顽固性混晶的方法，其方法如下：

[0007] 步骤一：截断晶粒遗传

[0008] 将多次正火仍未消除混晶的黑皮轴锻件，加热至730℃～830℃，按照0.7～1 h/100mm进行保温，保温结束后，进行预冷，预冷时间为2～10min,然后进行冷却，其冷却方式为水冷，水冷的水温为30～35℃，冷却至锻件表面温度在300～350℃，然后进行空冷，空冷至锻件表面温度在100±20℃。

[0009] 步骤二：进行正火和回火

[0010] 将经过步骤一处理的锻件入炉升温至正火温度820～890℃，按0.7～1.2 h/100mm进行保温，保温结束后，进行空冷，空冷至锻件表面温度至室温，空冷后入炉进行回火，回火温度650±30℃，回火时间按1.8～2.4h/100mm，然后空冷至表面温度为室温。

[0011] 该发明的优点在于通过本技术方案的实施，解决经多次正火处理的黑皮多台阶轴锻件仍为混晶的问题，处理后锻件晶粒度均匀细小，满足锻件的技术要求。

[0012] 截断晶粒遗传采用将锻件加热在临界温度AC3附近，进行均温及短时的保温后，快速冷却至锻件表面温度在300～350℃，然后再次进行正火+回火处理。

[0013] 使得原经三次正火的混晶晶粒度为4.5～5级占30%，7～7.5级占70%的晶粒细化为7～8级。

具体实施方式

[0014] 下面以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

[0015] 第一组：选择黑皮齿轮轴锻件，材料为42CrMo，两端为轴（轴径规格≥φ350），中部为齿轮盘（齿轮盘规格≥φ550），三次正火后，检测仍为粗晶，其热处理工艺如实施例1-4所述：

[0016] 实施例1：将锻件加热至730℃，按0.7h/100mm进行保温，保温结束后，预冷2min，进行水冷，水温控制在30℃，水冷时间为3min，水冷至表面温度为300℃然后空冷，空冷至锻件表面温度为80℃，入炉进行正火+回火。

[0017] 将经过空冷的锻件加热至820℃，按0.7h/100mm进行保温，保温结束后，空冷至室温，空冷结束后，入炉回火，回火温度为620℃，回火时间按1.8h/100mm，然后空冷至室温。

[0018] 实施例2：将锻件加热至830℃，按1h/100mm进行保温，保温结束后，预冷10min，进行水冷，水温控制在35℃，水冷时间为3min，水冷至表面温度为350℃然后空冷，空冷至锻件表面温度为120℃，入炉进行正火+回火。

[0019] 将经过空冷的锻件加热至890℃，按1.2h/100mm进行保温，保温结束后，空冷至室温，空冷结束后，入炉回火，回火温度为680℃，回火时间按2.4h/100mm，然后空冷至室温。

[0020] 实施例3：将锻件加热至750℃，按0.8h/100mm进行保温，保温结束后，预冷5min，进行水冷，水温控制在32℃，水冷时间为2min，水冷至表面温度为320℃然后空冷，空冷至锻件表面温度为90℃，入炉进行正火+回火。

[0021] 将经过空冷的锻件加热至850℃，按0.9h/100mm进行保温，保温结束后，空冷至室温，空冷结束后，入炉回火，回火温度为640℃，回火时间按2.0h/100mm，然后空冷至室温。

[0022] 实施例4：将锻件加热至800℃，按1.0h/100mm进行保温，保温结束后，预冷8min，进行水冷，水温控制在34℃，水冷时间为3min，水冷至表面温度为34℃然后空冷，空冷至锻件表面温度为110℃，入炉进行正火+回火。

[0023] 将经过空冷的锻件加热至870℃，按1.0h/100mm进行保温，保温结束后，空冷至室温，空冷结束后，入炉回火，回火温度为660℃，回火时间按2.2h/100mm，然后空冷至室温。

[0024] 第二组：选择黑皮高速轴锻件，材料为35CrMo，此轴为多台阶轴，共有6个台阶，两端轴规格≥φ355，中部最大轴为≥φ550，三次正火后，检测仍为粗晶，其热处理工艺如实施例5-8所述：

[0025] 实施例5：将锻件加热至730℃，按0.7h/100mm进行保温，保温结束后，预冷2min，进行水冷，水温控制在30℃，水冷时间为4min，水冷至表面温度为300℃然后空冷，空冷至锻件表面温度为80℃，入炉进行正火+回火。

[0026] 将经过空冷的锻件加热至820℃，按0.7h/100mm进行保温，保温结束后，空冷至室温，空冷结束后，入炉回火，回火温度为620℃，回火时间按1.8h/100mm，然后空冷至室温。

[0027] 实施例6：将锻件加热至830℃，按0.9h/100mm进行保温，保温结束后，预冷10min，进行水冷，水温控制在35℃，水冷时间为4min，水冷至表面温度为350℃然后空冷，空冷至锻件表面温度为120℃，入炉进行正火+回火。

[0028] 将经过空冷的锻件加热至890℃，按1.2h/100mm进行保温，保温结束后，空冷至室温，空冷结束后，入炉回火，回火温度为680℃，回火时间按2.4h/100mm，然后空冷至室温。

[0029] 实施例7：将锻件加热至760℃，按0.9h/100mm进行保温，保温结束后，预冷4min，进行水冷，水温控制在32℃，水冷时间为2min，水冷至表面温度为320℃然后空冷，空冷至锻件表面温度为90℃，入炉进行正火+回火。

[0030] 将经过空冷的锻件加热至850℃，按0.9h/100mm进行保温，保温结束后，空冷至室温，空冷结束后，入炉回火，回火温度为630℃，回火时间按1.9h/100mm，然后空冷至室温。

[0031] 实施例8：将锻件加热至820℃，按1.0h/100mm进行保温，保温结束后，预冷7min，进行水冷，水温控制在34℃，水冷时间为3min，水冷至表面温度为34℃然后空冷，空冷至锻件表面温度为110℃，入炉进行正火+回火。

[0032] 将经过空冷的锻件加热至870℃，按1.0h/100mm进行保温，保温结束后，空冷至室温，空冷结束后，入炉回火，回火温度为670℃，回火时间按2.3h/100mm，然后空冷至室温。

[0033] 上述第一组和第二组实施例前后的晶粒度检测结果见表1

[0034] 表1实施前后的晶粒度检测结果

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[0036] 从表1的结果看，本发明解决了多次正火仍未能消除黑皮锻件顽固性混晶问题，按本发明的热处理工艺方案进行热处理，消除混晶，其锻件获得均匀细小的晶粒度，为锻件获得高的综合性能奠定组织基础。

[0037] 表2实施例1-2与对照例产品的测试数据

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