一种钢材器件及其锻冶工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种钢材器件及其锻冶工艺。锻冶工艺包括下列步骤：步骤一：配料及装料；步骤二：在器件模具中锻压原料，得到半成品；步骤三：将所述半成品加热至300-600℃；步骤四：在所述加热之后，将半成品移入高压容器，再向容器内加压至8×105-20×105Pa；步骤五：在所述加压之后，采用-10-25℃的水浴将半成品冷却，得到产品。本发明主要采用升温、加压和降温三步来提高钢材器件的硬度和韧性，增大钢材器件的密度。与现有钢材相比，其制得的钢材器件质量大幅提高。
【专利说明】一种钢材器件及其锻冶工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及锻冶领域，具体而言，涉及一种钢材器件及其锻冶工艺。
【背景技术】
[0002]钢是一种铁碳合金，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技术的发展是密不可分的。钢的源头是铁矿砂，即铁元素(Fe)在自然界中的存在形式，纯粹的铁在自然界中是不存在的，铁矿砂主要分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿三种，这些都是铁的氧化物，不同之处在于它们的氧化方式。铁矿砂先在熔炉内还原成铁(铣铁)，再送入炼钢炉内脱碳精炼成钢，废钢也可在炼钢炉熔炼再生。一般钢铁依使用用途制成性质、形状各异的商品，即所谓的钢铁制品。通常钢铁制品是将铁矿石还原，熔解成铣铁(炼铣)，铣铁精炼成钢(炼钢)，钢再轧延、加工后制成各种钢铁制品，广义的钢铁制品包含铸铁、铸钢、锻造钢品及钢材加工的制品Ο
[0003]现代钢铁生产流程是将铁矿石在高炉中冶炼成生铁，将铁水注入转炉或电炉冶炼成钢，再将钢水铸成连铸坯或钢锭，经轧制等塑性变形方法加工成各种用途的钢材。
[0004]钢铁属于金属材料，其性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。
[0005]在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能(或称为力学性能)。金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等)，对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括:强度、塑性、硬度、韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
[0006]改善钢材器件机械性能的方法有很多，但热处理是最直接最有效的方法，现有的热处理工艺所冶炼出的钢材在硬度和韧性方面不能兼得，通常是太硬易碎或者太软韧度不够，造成产品过剩，质量不达标。
[0007]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0008]本发明的第一目的在于提供一种钢材器件的锻冶工艺，利用该锻冶工艺制得的钢材器件兼具较高的硬度和韧性，且具有较高的密度。
[0009]本发明的第二目的在于提供一种钢材器件，该钢材器件兼具有较高的硬度和韧性，以及较高的密度。
[0010]为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案:
[0011]一种钢材器件的锻冶工艺，包括下列步骤:
[0012]步骤一:配料及装料；
[0013]步骤二:在器件模具中锻压原料，得到半成品；
[0014]步骤三:将所述半成品加热至300-600°C ；
[0015]步骤四:在所述加热之后，将半成品移入高压容器，再向容器内加压至8X 105-20X 105Pa ；
[0016]步骤五:在所述加压之后，采用-10_25°C的水浴将半成品冷却，得到产品。
[0017]一种钢材，利用上述钢材的锻冶工艺制得。
[0018]上述锻冶工艺主要采用升温、加压和降温三步来提高钢材器件的硬度和韧性，增大钢材器件的密度。与现有钢材相比，其制得的钢材器件质量大幅提高。
[0019]另外，上述技术方案还可以进一步改进，例如:
[0020]进一步地，所述步骤二中的加热温度为400°C。
[0021]进一步地，所述步骤四中，向容器内加压至8X105_10X105Pa。
[0022]与现有技术相比，本发明还可以达到以下有益效果:
[0023](1)生产流程简单，易于操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0025]图1示出了本发明实施例1提供的钢材器件的锻冶工艺流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0027]实施例1
[0028]一种钢材器件的锻冶工艺，如图1所示，包括下列步骤:
[0029]步骤101:配料及装料；
[0030]步骤102:在器件模具中锻压原料，得到半成品；
[0031]步骤103:将所述半成品加热至300-600°C ；
[0032]步骤104:在所述加热之后，将半成品移入高压容器，再向容器内加压至8X 105-20X 105Pa ；
[0033]步骤105:在所述加压之后，采用-10_25°C的水浴将半成品冷却，得到产品。
[0034]上述锻冶工艺主要采用升温、加压和降温三步来提高钢材器件的硬度和韧性，增大钢材器件的密度。与现有钢材相比，其制得的钢材器件质量大幅提高；并且上述锻冶工艺简单，容易推广。
[0035]其中，在进行步骤101之前，需要做相应的准备工作，例如，建造窖炉，根据锻冶材料来定大小，窖炉有进料孔，出料孔，还可以设置对炉内可视的结构。其中，窑炉内可以建多条通道，主要用于材料加热循环锻冶所用。
[0036]上述生产工艺适用于生产多种机械零件，例如螺丝、螺母、扳手、弹簧等。需要强调的是，利用上述工艺生产的螺丝的丝杆硬度大于螺母，因而更容易被螺母紧固。
[0037]另外，上述生产工艺中的各步骤和参数需根据所需的钢材器件的质量要求作适应性调整。
[0038]实施例2
[0039]一种钢材器件的锻冶工艺，包括下列步骤:
[0040]步骤201:配料及装料；
[0041]步骤202:将原料熔化，得到第一毛坯；
[0042]步骤203:将所述半成品加热至400°C ；
[0043]步骤204:在所述加热之后，将半成品移入高压容器，再向容器内加压至8X 105-20X 105Pa ；
[0044]步骤205:在所述加压之后，采用-10_25°C的水浴将半成品冷却，得到产品。
[0045]实施例3
[0046]一种钢材器件的锻冶工艺，包括下列步骤:
[0047]步骤301:配料及装料；
[0048]步骤302:将原料熔化，得到第一毛坯；
[0049]步骤303:将所述半成品加热至400°C ；
[0050]步骤304:在所述加热之后，将半成品移入高压容器，再向容器内加压至8X 105-10X 105Pa ；
[0051]步骤305:在所述加压之后，采用-10_0°C的水浴将半成品冷却，得到产品。
[0052]实施例4
[0053]一种钢材器件的锻冶工艺，包括下列步骤:
[0054]步骤401:配料及装料；
[0055]步骤402:将原料熔化，得到第一毛坯；
[0056]步骤403:将所述半成品加热至400°C ；
[0057]步骤404:在所述加热之后，将半成品移入高压容器，再向容器内加压至8X 105-10X 105Pa ；
[0058]步骤405:在所述加压之后，采用_5-0°C的水浴将半成品冷却，得到产品。
[0059]总之，采用上述所有实施例的工艺制作出的钢材硬度和韧性都较优，耐用，可以达到国际标准。
[0060]尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
【权利要求】
1.一种钢材器件的锻冶工艺，其特征在于，包括下列步骤: 步骤一:配料及装料； 步骤二:在器件模具中锻压原料，得到半成品； 步骤三:将所述半成品加热至300-600°C ； 步骤四:在所述加热之后，将半成品移入高压容器，再向高压容器内加压至8X 105-20X 105Pa ； 步骤五:在所述加压之后，采用-10-25?的水浴将半成品冷却，得到产品。
2.根据权利要求1所述的钢材器件的锻冶工艺，其特征在于，所述步骤二中的加热温度为400°C。
3.根据权利要求1所述的钢材器件的锻冶工艺，其特征在于，所述步骤四中，向容器内加压至 8X 105-10X 105Pa。
4.一种钢材器件，其特征在于，利用权利要求1-3任一项所述的钢材器件的锻冶工艺制得。
【文档编号】C21D8/00GK104498687SQ201410707364
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】陈祖均 申请人:陈祖均