[发明专利]一种低碳合金钢锻件毛坯的热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属制品的热处理技术，特别是一种低碳合金钢锻件毛坯的热处理方法。

背景技术

低碳合金钢锻件毛坯在冷挤压前都需要经过退火处理，软化材料，降低变形抗力和成形能耗。同时冷挤后的锻件，又需采用正火获得合适的硬度，便于切削加工。

目前针对低碳合金钢锻件毛坯的热处理工艺，往往先采用球化退火，得到粒状珠光体，获得最佳塑性和较低硬度，从而再进行冷挤成型加工，金相照片见附图1，金相组织由粒状珠光体和块状铁素体组成的。由于冷挤后的锻件球化体含量很高，容易“粘刀”，使切削加工困难，需增加一道正火，得到片状珠光体和铁素体，便于机加工。然而对于冷挤压件，特别是精整成形后的零件进行热处理，制品容易发生变形，且表层发生氧化和脱碳，同时由于锻件较为复杂，易发生开裂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种低碳合金钢锻件毛坯的热处理方法，经过该热处理工艺处理的低碳合金钢硬度低，组织性能好，适合于冷挤压，并在冷挤压后无需正火，可直接进行机加工。

本发明的技术解决方案是：一种低碳合金钢锻件毛坯的热处理方法，其工艺步骤包括：

(1)将锻件毛坯置入加热炉中加热至840-890℃，并在此温度范围保温3小时；

(2)以80-100℃/h的冷却速度，将炉温降至650℃±10℃；

(3)随炉缓慢冷却至400℃后，出炉整筐空冷。

低碳合金钢锻件毛坯在所述工艺步骤(1)中发生部分珠光体和铁素体向奥氏体转变过程。在所述工艺步骤(2)中，以80-100℃/h的较快冷却速度将炉温降至660℃±10℃，是为了形成既利于冷锻又利于锻后机加工的组织。在所述工艺步骤(3)中，随炉缓慢冷却至400℃，可消除从840-890℃冷却至650℃±10℃产生的应力，降低硬度，利于后续挤压。在所述工艺步骤(2)和(3)中，奥氏体过冷后形成由渗碳体和铁素体组成的片层相间较均匀的细片珠光体、细点状球状珠光体和小块状铁素体。

本发明的优点是：采用本发明提供的技术方案进行热处理后，低碳合金钢锻件毛坯硬度小于80HRB，金相组织由小块状铁素体+细片状珠光体、少量细点状球状珠光体组成，组织性能好，适合于冷挤压，并在冷挤压后无需正火，可直接进行机加工，简化了生产工艺，降低了生产成本。

附图说明

附图1为现有技术采用球化退火后低碳合金钢锻件毛坯的金相照片。

附图2为本发明热处理后低碳合金钢锻件毛坯的金相照片。

下面通过具体实例，结合附图，对本发明的内容进一步具体说明。

具体实施方式

实施例一

1、将20CrMnTi星形套锻件毛坯放入井式热处理炉，将毛坯加热到840-890℃，维持此温度范围，锻件毛坯在炉内保温3小时；

2、采用井式炉侧面的冷却风机装置，以80-100℃/h的冷却速度降温至650℃±10℃；

3、关闭冷却风机，锻件毛坯随炉冷却至400℃，出炉整筐空冷，即可得到硬度为74-78HRB，金相组织如附图2为小块状铁素体+细片状珠光体、少量细点状球状珠光体，可进行挤压和挤压后机加工的锻件毛坯。

实施例二

1、将20CrMnTi三销轴锻件毛坯放入井式热处理炉，将毛坯加热到840-890℃，维持此温度范围，锻件毛坯在炉内保温3小时；

2、采用井式炉侧面的冷却风机装置，以80-100℃/h的冷却速度降温至650℃±10℃，

3、关闭冷却风机，锻件毛坯随炉冷却至400℃，出炉整框空冷，即可得到硬度为74-78HRB，金相组织如附图2为小块状铁素体+细片状珠光体、少量细点状球状珠光体，可进行挤压和挤压后机加工的锻件毛坯。

实施例三

1、将16MnCr5三销轴锻件毛坯放入井式热处理炉，将毛坯加热到840-890℃，维持此温度范围，锻件毛坯在炉内保温3小时；

2、采用井式炉侧面的冷却风机装置，以80-100℃/h的冷却速度降温至650℃±10℃；

3、关闭冷却风机，锻件毛坯随炉冷却至400℃，出炉整框空冷，即可得到硬度为72-75HRB，金相组织如附图2为小块状铁素体+细片状珠光体、少量细点状球状珠光体，可进行挤压和挤压后机加工的锻件毛坯。

实施例四

1、将SAE8620H星形套锻件毛坯放入井式热处理炉，将毛坯加热到840-890℃，维持此温度范围，锻件毛坯在炉内保温3小时；

2、采用井式炉侧面的冷却风机装置，以70-80℃/h的冷却速度降温至660℃±10℃；

3、关闭冷却风机，锻件毛坯随炉冷却至400℃，出炉整框空冷，即可得到硬度为73-76HRB，金相组织如附图2为小块状铁素体+细片状珠光体、少量细点状球状珠光体，可进行挤压和挤压后机加工的锻件毛坯。