专利名称：一种提高钢材料冲击性能的方法
一种提高钢材料冲击性能的方法技术领域
本发明属于高性能金属材料及特殊合金材料加工领域，主要是涉及一种提高钢材料冲击性能的方法。
背景技术：
随着工程机械对产品性能要求的不断提高，相应对油缸材料的晶粒组织，力学性能有了更高要求，特别是油缸如果在交变应力环境下，需承受一定的疲劳强度，这对材料的冲击性能有更高要求，一般来说，晶粒愈细金属的机械性能特别是韧性愈好，冲击功愈高。发明内容
本发明的目的是提供一种提高钢材料冲击性能的方法，通过退火及表面处理，然后经冷轧加工方法产生塑性变形，大大提高了金属材料的强度、硬度，该方法不仅能使金属成型，而且能使金属的组织和性能大大改善，提供一种质优价廉的取代产品。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种提高钢材料冲击性能的方法包括以下步骤:
I)将30CrMnSi或27SiMn合金结构钢材料进行不完全退火处理；
2)将步骤I)所得材料依次经酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面处理，然后进行冷轧加工，控制冷变形单位减轻量在30-40%范围内；
3)将步骤2)所得的材料进行再结晶处理，处理温度在550°C -700°C范围内，保温3-6小时，然后缓冷到300°C以下出炉空冷得到冲击性能在原来基础上提高50-80%以上的钢材料。
所述的不完全退火处理在780°C _820°C进行。
所述冷变形单位减轻量即单位长度的材料经冷轧处理减轻的重量与原始重量的比值。
所述步骤3)中再结晶处理的处理温度为580_620°C。
所述酸洗过程采用质量浓度为15-20%的盐酸溶液，处理时间为30-60分钟。
所述步骤2)中磷化过程中采用磷酸锌、锰盐附着磷化膜进行磷化。
本发明提供的提高钢材料冲击性能的方法具有以下有益效果:
1、本发明通过冷轧方式使晶格间滑移，选择合适的冷变形量(即冷变形单位减轻量)，使产生滑移地带逐渐增多，晶粒逐渐“碎化”成许多位向略有不同的小晶块，随着变形量的增加，晶粒逐渐破碎变细。
2、为了使材料 获得优良的组织和性能，还必须进行了再结晶处理，金属的再结晶与液体结晶不同，它没有一个临界点，由于金属的晶格类型不发生变化，金属材料开始再结晶的温度与它的变形程度、化学成分，加热速度和加热时间等因素有关；金属的冷变形量越大，其再结晶温度便越低，再结晶后的晶粒越细，再结晶后，冷变形金属的晶格畸变及晶粒“碎化”等缺陷和内应力可以消除，因而强度、硬度下降的同时，塑性和韧性大为提高。
3、本发明通过控制冷变形减轻量及再结晶退火温度及时间，使得晶粒较原始组织细化，可以大大提高材料的冲击性能指标；并且该产品强度也得以提高，不仅表面质量好、尺寸精度高且综合机械性能优越，具有较高的性价比。
具体实施例方式下面结合实施例来进一步说明本发明，但实施例仅在于说明本发明，而不是对其进行限制。实施例1:将材料规格30CrMnSi Φ 102mmX 12mm,在790°C进行不完全退火处理，再进行表面处理工序，即依次进行酸洗、清洗中和、磷化、皂化处理，然后通过两辊冷轧机冷轧得到尺寸规格为Φ 90mm/Φ 74mm的精密钢管单位减轻量39.3% ;最后进行再结晶处理,处理时分成两组，一组在580°C保温3小时，另一组在620°C保温3小时，最后均缓冷到300°C以下出炉空冷。经过上述步骤处理后所得的材料的具体技术指标如下见表1:表权利要求
1.一种提高钢材料冲击性能的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将30CrMnSi或27SiMn合金结构钢材料进行不完全退火处理； 2)将步骤I)所得材料依次经酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面处理，然后进行冷轧加工，控制冷变形单位减轻量在30-40%范围内； 3)将步骤2)所得的材料进行再结晶处理，调整处理温度在550°C-700°C，保温3_6小时，然后缓冷到300°C以下出炉空冷得到冲击性能在原来基础上提高50-80%以上的钢材料。
2.根据权利要求1所述的提高钢材料冲击性能的方法其特征在于:所述的不完全退火处理在780°C -820°C进行。
3.根据权利要求1所述的提高钢材料冲击性能的方法其特征在于:所述冷变形单位减轻量即单位长度的材料经冷轧处理减轻的重量与原始重量的比值。
4.根据权利要求1所述的提高钢材料冲击性能的方法其特征在于:所述步骤3)中再结晶处理的处理温度为580-620°C。
5.根据权利要求1所述的提高钢材料冲击性能的方法其特征在于:所述酸洗过程采用质量浓度为15-20%的盐酸溶液，处理时间为30-60分钟。
6.根据权利要求1所述的提高钢材料冲击性能的方法其特征在于:所述步骤2)中磷化过程中采用磷酸锌、锰 盐附着磷化膜进行磷化。
全文摘要
本发明公开了一种提高钢材料冲击性能的方法，通过对原材料的不完全退火处理、表面处理、冷轧加工及再结晶退火一系列的处理，得到冲击性能在原来基础上提高50-80%以上的钢材料。本发明通过控制单位冷变形减轻量及再结晶退火温度及时间，使得晶粒较原始组织细化，达到提高材料的冲击性能的目的；并且通过该方法得到的产品强度也得以提高，不仅表面质量好、尺寸精度高且综合机械性能优越，具有较高的性价比。
文档编号C21D8/10GK103173771SQ20131008271
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者赵江华, 卢凤云, 王琴 申请人:宜昌中南精密钢管有限公司