专利名称：一种外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的淬火方法
技术领域：
本发明涉及铁基合金的热处理技术领域，尤其涉及一种外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的淬火方法。
背景技术：
外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的使用条件内层金属具有较高的硬度、耐磨性，而外层金属具有一定的韧性、强度。目前，外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管加热到830°C _850°C，保温15-40min，然后快速放入油中冷却，促使奥氏体向马氏体的转变，这种方式可实现内层金属的良好淬透，硬度达到HRC60以上，同时，当管子温度为200-300°C时，油的冷却速度减小，降低了马氏体形成时的温度应力、组织应力，避免了内层高碳铬轴承钢的淬火裂纹。通过油淬的方式可避免管子内壁的淬火裂纹，同时实现高的耐磨性。但是，双金属管油淬不仅需要油槽，且油容易燃烧，安全性较差，还需要相应的冷却系 统，同时，油易老化，增加了更换新油的成本，且淬火后钢管不易清洗，增加了清洗工序，导致油淬的成本比较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的淬火方法，能够克服传统油淬方法中油容易燃烧、易老化、双金属管不易清洗、成本高的缺点。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的淬火方法，其特征在于包括以下步骤
步骤一将所述双金属管在淬火炉中加热到835-855°C，保温15-40min，完成组织的奥氏体化过程；
步骤二 保温后，立刻出炉，迅速将所述双金属管输送到装满水的水池中，冷却4-6s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却2-4s，再次提出水面，在空气中冷却。本发明的进一步方案在于所述双金属管的材质为外层10#内层GCrl5、夕卜层20# 内层 GCrl5、外层 IOMnV 内层 GCrl5、外层 14MnV 内层 GCrl5、外层 16Mn 内层 GCrl5SiMn、外层20Mn内层GCrl5SiMn和外层16Mn内层GCrl5SiMo，外圆直径D在￠89 小219mm之间，总壁厚S i在5 9mm之间,外层壁厚S 2在2 4mm之间，总长度L在3 9m之间。本发明的进一步方案在于所述双金属管为冶金结合双金属无缝钢管。采用上述技术方案所产生的有益效果在于所述方法保证了内层高碳铬轴承钢较快的冷却速度，从而过冷奥氏体迅速越过最不稳定的温度范围，冷却到马氏体转变温度区间，完成过冷奥氏体向马氏体的转变，而且降低了马氏体转变过程中的冷却速度，减小了马氏体形成时的热应力、组织应力，避免了内层高碳铬轴承钢的淬火裂纹。使用水作为淬火介质，进行间断淬火，内层高碳铬轴承钢的硬度值可达60HRC以上，不仅实现了良好的淬透性，而且避免了双金属管直接在水中冷却到室温导致的淬火裂纹，水价格低廉，操作方便，安全性高,替代油作为淬火介质,免去了双金属管的清洗工序，降低了生产成本,提高了生产效率。
具体实施例方式一种外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的淬火方法，包括以下步骤步骤一，将所述双金属管在淬火炉中加热到835-855°C，保温15-40min，完成组织的奥氏体化过程；步骤二，保温后，立刻出炉，迅速将所述双金属管输送到装满水的水池中，冷却4-6s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却2-4s，再次提出水面，在空气中冷却。所述双金属管的材质可以为外层10#内层GCrl5、外层20#内层GCrl5、外层IOMnV内层GCrl5、外层14MnV内层GCrl5、外层16Mn内层GCrl5SiMn、外层20Mn内层GCrl5SiMn和外层16Mn内层GCrl5SiMo，外圆直径D在￠89 小219_之间，总壁厚S1^5 9mm之间，外层壁厚3 2在2 4mm之间，总长度L在3 9m之间，所述双金属管为冶金结合双金属无缝钢管，也就是说所述双金属管可以采用离心铸造成型工艺铸造而成，也 可以采用复合管热挤压成型工艺铸造而成，还可以采用其它方法铸造而成。实施例I :所述双金属管为冶金结合双金属管，材质为10#/GCrl5，S卩外层10#钢，内层GCr 15钢，夕卜圆直径为170mm,管壁总厚度=8mm,(外层壁厚3mm+内层壁厚5mm)。在淬火炉中加热到835-855°C，保温20-40min，迅速将双金属管输送到装满水的水池中，冷却5-6s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却3-4s，再次提出水面，空冷。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。淬火后硬度内层HRC60-66，双金属管表面光洁、平整，无淬火裂纹。实施例2 :所述双金属管为冶金结合双金属管，材质为20#/GCrl5，S卩外层20#钢，内层GCr 15钢，夕卜圆直径为180mm,管壁总厚度=6mm,(外层壁厚3mm+内层壁厚3mm)。在淬火炉中加热到835-855°C，保温20-40min，迅速将双金属管输送到装满水的水池中，冷却5-6s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却3-4s，再次提出水面，空冷。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。淬火后硬度内层HRC60-66，双金属管表面光洁、平整，无淬火裂纹。实施例3 :所述双金属管为冶金结合双金属管，材质为10MnV/GCrl5，即外层IOMnV钢，内层GCr 15钢,夕卜圆直径为160mm,管壁总厚度=7mm,(外层壁厚3mm+内层壁厚4mm)。在淬火炉中加热到835-855 °C，保温20-40min，迅速将双金属管输送到装满水的水池中，冷却5-6s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却3-4s，再次提出水面，空冷。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。淬火后硬度内层HRC60-66，双金属管表面光洁、平整，无淬火裂纹。实施例4 :所述双金属管为冶金结合双金属管，材质为14MnV/GCrl5，即外层14MnV钢，内层GCrl5钢，外圆直径小为159mm，管壁总厚度=8. 5mm,(外层壁厚3mm+内层壁厚
5.5mm)。在淬火炉中加热到835_855°C，保温20_40min，迅速将双金属管输送到装满水的水池中，冷却5-6s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却3-4s，再次提出水面，空冷。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。淬火后硬度内层HRC60-66，双金属管表面光洁、平整，无淬火裂纹。实施例5 :所述双金属管为冶金结合双金属管，材质为16Mn/GCrl5SiMn，即外层16Mn钢，内层GCrl5SiMn钢，产品规格为外圆直径小为140mm，管壁总厚度=9mm(外层壁厚3mm+内层壁厚6mm)。在淬火炉中加热到835_855°C，保温20_40min，迅速将双金属管输送到装满水的水池中，冷却5-6s后，立刻提出水面,稍等3-4s后，再淬入水中，冷却3-4s，再次提出水面，空冷。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。淬火后硬度内层HRC60-66，双金属管表面光洁、平整，无淬火裂纹。实施例6 :所述双金属管为冶金结合双金属管，材质为20Mn/GCrl5SiMn，即外层20Mn钢，内层GCrl5SiMn钢，产品规格为外圆直径小为133mm，管壁总厚度=5. 5m (外层壁厚2. 5mm+内层壁厚3mm)。在淬火炉中加热到835_855°C，保温15_30min，迅速将双金属管输送到装满水的水池中，冷却4-5s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却2-4s，再次提出水面，空冷。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。淬火后硬度内层HRC60-66，双金属管表面光洁、平整，无淬火裂纹。实施例7 :所述双金属管为冶金结合双金属管，材质为16Mn/GCrl5SiMo，即外层16Mn钢，内层GCrl5SiMo钢，产品规格为外圆直径小为133mm，管壁总厚度=5. 5m (外层壁 厚2. 5mm+内层壁厚3mm)。在淬火炉中加热到835_855°C，保温15_30min，迅速将双金属管输送到装满水的水池中，冷却4-5s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却2-4s，再次提出水面，空冷。淬火后组织内层为细小马氏体+细小碳化物+残余奥氏体，外层主要为马氏体。淬火后硬度内层HRC60-66，双金属管表面光洁、平整，无淬火裂纹。所述方法保证了内层高碳铬轴承钢较快的冷却速度，从而过冷奥氏体迅速越过最不稳定的温度范围，冷却到马氏体转变温度区间，完成过冷奥氏体向马氏体的转变，而且降低了马氏体转变过程中的冷却速度，减小了马氏体形成时的热应力、组织应力，避免了内层高碳铬轴承钢的淬火裂纹。使用水作为淬火介质，进行间断淬火，内层高碳铬轴承钢的硬度值达60HRC以上，不仅实现了良好的淬透性，而且避免了双金属管直接在水中冷却到室温导致的淬火裂纹。水价格低廉，操作方便，安全性高，替代油作为淬火介质，免去了双金属管的清洗工序，降低了生产成本。
权利要求
1.一种外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的淬火方法，其特征在于包括以下步骤 步骤一将所述双金属管在淬火炉中加热到835-855°C，保温15-40min，完成组织的奥氏体化过程； 步骤二 保温后，立刻出炉，迅速将所述双金属管输送到装满水的水池中，冷却4-6s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却2-4s，再次提出水面，在空气中冷却。
2.根据权利要求I所述的一种外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的淬火方法，其特征在于所述双金属管的材质为外层10#内层GCrl5、外层20#内层GCrl5、外层IOMnV内层 GCrl5、外层 14MnV 内层 GCrl5、外层 16Mn 内层 GCrl5SiMn、外层 20Mn 内层 GCrl5SiMn 和外层16Mn内层GCrl5SiMo，外圆直径D在￠89 小219mm之间，总壁厚S丨在5 9mm之间，外层壁厚S 2在2 4mm之间，总长度L在3 9m之间。
3.根据权利要求I所述的一种外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的淬火方法，其特征在于所述双金属管为冶金结合双金属无缝钢管。
全文摘要
本发明公开了一种外层低碳钢内层高碳铬轴承钢双金属管的淬火方法，涉及铁基合金的热处理技术领域，包括以下步骤步骤一，将所述双金属管在淬火炉中加热到835-855℃，保温15-40min，完成组织的奥氏体化过程；步骤二，保温后，立刻出炉，迅速将所述双金属管输送到装满水的水池中，冷却4-6s后，立刻提出水面，稍等3-4s后，再淬入水中，冷却2-4s，再次提出水面，在空气中冷却。所述方法使用水作为淬火介质，进行间断淬火，内层高碳铬轴承钢的硬度值可达60HRC以上，不仅实现了良好的淬透性，而且避免了双金属管直接在水中冷却到室温导致的淬火裂纹。
文档编号C21D1/60GK102732701SQ20121024703
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者宋亚峰, 张艳, 王磊, 王锦永, 王黎晖 申请人:新兴铸管股份有限公司