[发明专利]一种钢制弹性零件的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种热处理工艺，尤其涉及一种弹性零件的热处理工艺。 

背景技术

通常，弹性零件要求具有较高的强度，同时对塑性、韧性的要求也比较高。50CrVA钢是弹性零件常用的材料之一，在实际生产中，其热处理强化工艺通常为普通淬火+回火，相关标准所推荐的热处理方法是：840～860℃，油淬，370～420℃保温≥30min，油或水冷。在零件制造企业中，根据经验和相关资料推荐，通常选用传统的淬火温度为860℃，回火温度则根据强度要求进行适当调整。通过上述普通的淬火+回火能得到较高的强度，但其塑性和韧性较差，不能满足较高强度和较好的塑性和韧性的配合，零件弯曲装配时容易发生断裂，造成产品报废，生产成本居高不下，而且零件在使用过程中容易失效断裂。天津理工大学学报，2007，23（4）61-63公开了李国光所写的【弹簧钢50CrVA复相组织强韧化机制的研究】文章，提出可以通过等温淬火+回火热处理工艺得到复相组织以提高其塑性和韧性，工艺是：910℃保温30min+360℃等温20min淬火+300℃回火，但是，该工艺对设备及实际操作技术要求较高，而且工艺复杂，生产效率低，能耗较大，同样造成生产成本高，并且在一般的企业设备条件无法满足工艺要求。 

  

发明内容

本发明是针对现有热处理工艺的不足，对由50CrVA钢等材料制造的弹性零件提出了一种热处理性能好、质量稳定、生产效率高、设备要求低、生产成本低的热处理工艺方法，解决了现有技术存在的效果差、要求高、能耗大等问题。 

本发明是用以下技术方案来实现的，弹性零件的热处理工艺特征包括： 

1.     超高温淬火：根据零件结构及尺寸，在传统普通淬火温度的基础上提高60～110℃，通常在920～970℃保温2～10min，然后将零件在40～80℃的油中快速冷却至油温；

2.     回火: 将零件放入硝石槽中加热，在370～400℃保温40～60min，然后将零件放入20～60℃的水中冷却。

本发明采用的工艺方法特征在于淬火工艺采用区别于传统普通淬火工艺的超高温淬火，即淬火温度从传统的860℃提高到920～970℃，相应的保温时间降低为普通淬火保温时间的1/2以下，即保温2～10min。50CrVA弹簧钢在传统的860℃淬火，金相组织以片状马氏体为主，而采用超高温淬火（920～970℃油淬），得到细小的、较多甚至全部的板条马氏体。片状马氏体属于孪晶型马氏体，而板条马氏体属于位错型马氏体。在相同的强度下，板条马氏体比片状马氏体具有好得多的塑性和韧性，还具有脆性转变温度低的优点。因此，通过超高温淬火+回火工艺可以满足较高强度要求的同时，得到较好塑性、韧性。 

通过本发明热处理的弹性零件，具有强度（硬度）高、塑性和韧性好的特点，经1千万件以上生产验证，从未有1件在弯曲装配时断裂。此外，本发明还具有热处理性能好、质量稳定、生产效率高、设备及操作技能要求低、生产成本低等特点。 

具体实施方式

实施例1： 

按照本发明所述的工艺方法，对汽车上所用的50CrVA制弹性卡箍进行超高温淬火+回火热处理。具体操作如下：淬火，将该种弹性卡箍放入炉温为940℃的盐炉中加热保温3 min，随后在50℃的油中快速冷却至油温；回火，将经淬火的零件放入温度为380℃硝石槽中加热保温60 min，随后在28℃的水中快速冷却。经上述热处理两种不同内径尺寸的弹性卡箍，其硬度、夹紧力等技术指标均达到满足产品要求，性能稳定，且弯曲装配时未发现一件断裂。具体的实测硬度、夹紧力值如表1所示。两种工艺相比，强度相当情况下，超高温淬火+回火工艺的塑性是普通淬火+回火的近2倍。具体的强度和塑性值如表2所示。

表1. 两种不同内径尺寸弹性卡箍的实测硬度及夹紧力值 

表2. 超高温淬火+回火与传统的普通淬火+回火得到的强度和塑性值

本发明热处理工艺具有热处理性能好、质量稳定、生产效率高、设备及操作技能要求低、生产成本低等特点，易于推广，适合于弹性零件的热处理。