[发明专利]一种高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法

说明书

本发明公开了一种高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法。将材料奥氏体化处理后放入淬火油中进行淬火处理；淬火处理后将材料放入等温熔融盐浴介质保温进行配分处理；配分处理后将材料放入室温水或者油中冷却处理即得。本发明能够在提高材料硬度的同时，提高材料的冲击韧性，将该材料用于制作盾构机滚刀，能够有效延长滚动的使用寿命。

技术领域

本发明涉及金属热处理工艺技术领域，特别是一种高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法。

背景技术

盾构机在城市地铁，铁路公路，能源运输管道等重大工程施工中的运用越来越广泛。盾构机掘进具有施工速度快，质量高，人员劳动强度低，经济，环保等优点。盾构机中的滚刀作为直接和岩石、泥土接触和作用的部件，相当于盾构机的牙齿，是实现盾构机掘进作业中的重要结构部件。由于盾构机刀具的工作都是在地下泥土、岩石、砂砾伴随着潮湿的的环境中，服役环境比较苛刻，其主要失效形式有断裂、磨损、变形等。为了保证盾构机的安全、高效运行，对盾构机滚刀材料的强韧性，特别是硬度和韧性的要求很高。

目前，制作滚刀所用合金材料的主要热处理工艺多是采用淬火加两次高温回火，通过析出细小的碳化物产生二次硬化，使材料具有较高的硬度和耐磨性。但是，在这些工艺都没有很好地将材料地韧性和硬度结合起来，因而很难达到高质量滚刀的技术指标要求(硬度≥56HRC，冲击值≥20J)，因此也就导致了滚刀的使用寿命不长。由此可知，研究一种提高滚刀材料硬度及韧性的方法，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法。本发明能够在提高材料硬度的同时，提高材料的冲击韧性，将该材料用于制作盾构机滚刀，能够有效延长滚动的使用寿命。

本发明的技术方案：一种高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法，将材料奥氏体化处理后放入淬火油中进行淬火处理；淬火处理后将材料放入等温熔融盐浴介质保温进行配分处理；配分处理后将材料放入室温水或者油中冷却处理即得。

前述的高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法中，所述的奥氏体化处理为：将材料在保温温度900～1000℃下保温30～60min。

前述的高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法中，奥氏体化处理时的保温温度950℃。

前述的高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法中，所述的淬火处理为：在50～150℃的淬火油中恒温保温15～40s。

前述的高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法中，所述的淬火处理为：材料截面厚度小于50mm时，在50～150℃的淬火油中恒温保温15～30s；材料截面厚度在50mm以上时，在50～150℃的淬火油中恒温保温30～40s。

前述的高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法中，所述的配分处理为：在270～320℃的等温熔融盐浴介质中保温1～3h。

前述的高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法中，配分处理的保温时间为2h。

前述的高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法中，所述的盐浴介质为KNO₃与NaNO₂的混合物。

前述的高硬度高冲击韧性合金材料的热处理方法中，所述的KNO₃与NaNO₂混合的重量比为1∶1。