[发明专利]一种有效提高钢材性能的热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及热处理工艺，特别是涉及一种有效提高钢材性能的热处理方法。

背景技术

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。热处理为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

如何设计一种热处理方法，能够有效提高钢材的耐磨、抗疲劳和减摩性能，同时又不影响其结构尺寸变化，是值得研究思考的问题。

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性能的热处理方法，能够使热处理后的钢材工件尺寸变化微小且渗层兼有良好的耐磨、抗疲劳和减摩性能；在水、海水等介质中耐蚀；能处理回火温度高于520℃的任何牌号的钢铁零件以及刃具、模具。

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性能的热处理方法，具体步骤如下：进料、1区淬火预加热、2区淬火加热、3区氮碳共渗、风干脱油、洗油、回火、出料；首先进料，将原料送入淬火1区，预加热到720℃，保持5min，随后送至淬火2区加热，温度保持在950℃，持续1h后，原料送入3区，温度降低至570℃，进行氮碳共渗处理，保持3h后，风干脱油，随后洗油，并进行回火工艺处理，退火环节中，退火炉炉温在400℃基础上以120℃/h的速率加热至900℃，保持2小时后，以150℃/h的速率降低至600℃，保持2小时；随后冷却、出料。

在本发明一个较佳实施例中，所述3区氮碳共渗工艺为熔盐氮碳共渗，其介质为基盐、再生盐和氧化盐。

在本发明一个较佳实施例中，所述熔盐氮碳共渗介质基盐、再生盐和氧化盐的质量配比为2:3:2。

本发明的有益效果是：本发明能够使热处理后的钢材工件尺寸变化微小且渗层兼有良好的耐磨、抗疲劳和减摩性能；在水、海水等介质中耐蚀；能处理回火温度高于520℃的任何牌号的钢铁零件以及刃具、模具。

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：

一种有效提高钢材性能的热处理方法，具体步骤如下：进料、1区淬火预加热、2区淬火加热、3区氮碳共渗、风干脱油、洗油、回火、出料；首先进料，将原料送入淬火1区，预加热到720℃，保持5min，随后送至淬火2区加热，温度保持在950℃，持续1h后，原料送入3区，温度降低至570℃，进行氮碳共渗处理，保持3h后，风干脱油，随后洗油，并进行回火工艺处理，退火环节中，退火炉炉温在400℃基础上以120℃/h的速率加热至900℃，保持2小时后，以150℃/h的速率降低至600℃，保持2小时；随后冷却、出料。

进一步说明，所述3区氮碳共渗工艺为熔盐氮碳共渗，其介质为基盐、再生盐和氧化盐。介质在高温条件下产生反应，生成基团氰酸根，由于主要活性成分基团氰酸根可控制在最佳值±1.5%，且气流搅动促使温度均匀化，不仅处理周期比气体法短40%～50%，而且强化效果优良、稳定。

再进一步说明，所述熔盐氮碳共渗介质基盐、再生盐和氧化盐的质量配比为2:3:2。该配比条件下，基盐、再生盐和氧化盐的反应最为充分，可将基团氰酸根控制在最佳值。

本发明能够使热处理后的钢材工件尺寸变化微小且渗层兼有良好的耐磨、抗疲劳和减摩性能；在水、海水等介质中耐蚀；能处理回火温度高于520℃的任何牌号的钢铁零件以及刃具、模具。

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。