[发明专利]一种有效提高钢材切削性能的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢材热处理工艺，特别是涉及一种有效提高钢材切削性能的热处理工艺。

背景技术

热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，近而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金，以至浮动粒子进行间接加热。金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

对钢材进行热处理工艺的方法有很多，如何设计一种能够有效提高钢材切削性能的热处理工艺，降低钢材强度、满足后续切削处理，是一个制得研究的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种有效提高钢材切削性能的热处理工艺，能够使钢材内的珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状，均匀分布于铁素体基体中，从而使得钢材的硬度低、被切削性好、冷形变能力大，方便后期切削处理。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种有效提高钢材切削性能的热处理工艺，具体步骤如下：进料、预加热、正火、水冷、风干、预加热、退火、风冷、出料；首先进料，将钢材送入正火炉内，预加热到600℃，保持10min，随后进行正火处理，正火处理后进行水冷，水冷至常温后进行风干，风干后将所述钢材送入退火炉内，先预热至500℃，保持30min，随后进行球化退火，随后风冷，风冷至常温后，出料。

在本发明一个较佳实施例中，所述正火处理阶段，炉温控制在950℃，保持1.5h，随后以150℃/h速率，降温至300℃。

在本发明一个较佳实施例中，所述球化退火阶段，首先将炉温提升至920℃，保持1h，随后将炉温降低至860℃，保持1h，按照上述所述步骤循环4次，将炉温降低至500℃，结束球化退火。

本发明的有益效果是：本发明能够使钢材内的珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状，均匀分布于铁素体基体中，从而使得钢材的硬度低、被切削性好、冷形变能力大，方便后期切削处理。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

一种有效提高钢材切削性能的热处理工艺，具体步骤如下：进料、预加热、正火、水冷、风干、预加热、退火、风冷、出料；首先进料，将钢材送入正火炉内，预加热到600℃，保持10min，随后进行正火处理，正火处理后进行水冷，水冷至常温后进行风干，风干后将所述钢材送入退火炉内，先预热至500℃，保持30min，随后进行球化退火，随后风冷，风冷至常温后，出料。

进一步说明，所述正火处理阶段，炉温控制在950℃，保持1.5h，随后以150℃/h速率，降温至300℃。对钢材进行正火处理，能够有效消除钢材结构内的网状碳化物，为后续球化退火做好组织准备。

再进一步说明，所述球化退火阶段，首先将炉温提升至920℃，保持1h，随后将炉温降低至860℃，保持1h，按照上述所述步骤循环4次，将炉温降低至500℃，结束球化退火。采用球化退火工艺，可使钢材内的未溶碳化物粒子和局部高碳区形成碳化物核心和局部聚集球化，从而得到球化体组织。从而达到易切削的效果，反复重复升温及降温步骤，能够促使片状碳化物在退火时加速溶断和球化，从而加快球化速度，缩短球化退火时间。

本发明能够使钢材内的珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状，均匀分布于铁素体基体中，从而使得钢材的硬度低、被切削性好、冷形变能力大，方便后期切削处理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。