一种低合金钢铸件的热处理工艺的制作方法

文档序号:11767837阅读:779来源:国知局

本发明属于铸件热处理领域,具体涉及一种低合金钢铸件的热处理工艺。



背景技术:

低合金钢铸件因具有高强度、高耐磨性等优点,逐步替代普通碳钢件,广泛应用于铸造领域,尤其是zg42crmo、zg35crmo等材料,其强度是普通碳钢的2-3倍。在实际应用中,需要合理选择低合金钢的强度、硬度及韧性。目前,低合金钢铸件的热处理工艺一般采用正火-淬火-回火,其中淬火介质用淬火油,其比例按重量比1:10,即1吨铸件放入10吨淬火油,以保证淬火效果,常规的低合金钢由于热处理工艺流程及本身的化学成分元素占比不同,进而导致成品铸件的机械性能降低,满足不了实用需求,因此,需要改善。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种低合金钢铸件的热处理工艺,该种热处理工艺通过适当提高加热温度以及延长保温时间,从而能够使低合金钢铸件的组织转变充分,有效提高其机械性能和冲击韧性,适宜推广应用。

为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:

一种低合金钢铸件的热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)预热:将铸造成型后的低合金铸件置于高温炉中预热处理;

所述低合金铸件包括以下按重量百分比的成分:c0.48-1.20%,al1.10-2.08%,si0.50-1.25%,mn0.84-1.32%,ni0.10-0.20%,ti0.70-1.40%,余量为fe和不可去除的微量元素;

(2)正火;将预热处理后的低合金铸件输送至台车式正火炉进行正火处理;

(3)回火:将正火处理后的低合金铸件输送至回火炉中在温度为340~380℃保温2-4h,继续加热进行回火;高温回火升温至640~720℃,保温4-6h后逐渐冷却至温度90-110℃,出炉;

(4)淬火:将低合金铸件输送至真空淬火炉中,先升温至680~720℃,保温2-3h后,升温至淬火温度为840~860℃,保温2-3h,然后空冷至室温;

(5)退火:最后将低合金铸件输送至马弗炉中先升温至380~420℃,保温4-6h后,升温至退火温度580~640℃,保温4-8h,空冷至室温即可。

进一步地,在步骤(1)中,所述高温炉的预热温度为360-520℃,预热升温速率为15-25℃/min,预热时间为1-2h。

进一步地,所述低合金铸件包括以下按重量百分比的成分:c0.70-1.00%、al1.35-1.87%,si0.66-1.10%,mn0.92-1.24%,ni0.12-0.16%,ti0.88-1.24,余量为fe和不可去除的微量元素。

更进一步地,所述低合金铸件包括以下按重量百分比的成分:c0.85%,al1.60%,si0.87%,mn1.10%,ni0.15%,ti1.06%,余量为fe和不可去除的微量元素。

进一步地,所述不可去除的微量元素≤0.03%。

进一步地,在步骤(2)中,所述正火处理是先升温至860~940℃,保温3-4h;之后空冷至380~420℃;再升温至690~750℃,保温2-3h;最后将正火温度升至870~930℃,保温4-5h;之后空冷至380~420℃。

进一步地,在步骤(3)中,所述逐渐冷却是按照10℃/min的降温速度实行的。

进一步地,在步骤(5)中,所述马弗炉的升温速率为10-20℃/min。

本发明的有益效果:本发明的低合金钢铸件热处理工艺通过合理控制低合金钢铸件化学元素含量,使得成品护罩的强度高,其次适当提高了热处理过程中的加热温度以及延长保温时间,从而能够使钢的组织转变充分,有效提高机械性能和冲击韧性,最后严格控制冷却方式和方法,保证了钢材的足够淬透性和组织的完全转变,且进行各项机械性能检验,尤其是冲击试验,各项技术指标达到100%合格。另外,该热处理工艺步骤简单易行,工艺参数合理,易于推广和使用。本发明的热处理工艺采用预热+正火+回火+淬火+退火的工艺流程,与传统的热处理工艺相比,其优点是进一步细化和均匀晶粒,最大程度地提高晶粒度,并为后序的热处理准备良好的组织条件。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种低合金钢铸件的热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)预热:先将铸造成型后的低合金铸件置于高温炉中预热处理,且高温炉的预热温度为360℃,预热升温速率为15℃/min,预热时间为1h;

所述的低合金铸件包括以下按重量百分比的成分:c0.48%,al1.10%,si0.50%,mn0.84%,ni0.10%,ti0.70%,余量为fe和不可去除的微量元素,且该不可去除的微量元素含量≤0.03%;

(2)正火;将预热处理后的低合金铸件输送至台车式正火炉进行正火处理,其具体步骤是先升温至860℃,保温3h;之后空冷至380℃;再升温至690℃,保温2h;最后将正火温度升至870℃,保温4h;之后空冷至380℃;

(3)回火:将正火处理后的低合金铸件输送至回火炉中在温度为340℃保温2h,继续加热进行回火;高温回火升温至640℃,保温4h后按照10℃/min的降温速度逐渐冷却至温度90℃,出炉;

(4)淬火:将低合金铸件输送至真空淬火炉中,先升温至680℃,保温2h后,升温至淬火温度为840℃,保温2h,然后空冷至室温;

(5)退火:最后将低合金铸件输送至马弗炉中先以10℃/min的升温速率升温至380℃,保温4h后,升温至退火温度580℃,保温4h,空冷至室温即完成本发明的低合金钢铸件的热处理工艺。

实施例2

一种低合金钢铸件的热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)预热:先将铸造成型后的低合金铸件置于高温炉中预热处理,且高温炉的预热温度为420℃,预热升温速率为20℃/min,预热时间为1.5h;

所述的低合金铸件包括以下按重量百分比的成分:c0.70%、al1.35%,si0.66%,mn0.92%,ni0.12%,ti0.88%,余量为fe和不可去除的微量元素,且该不可去除的微量元素含量≤0.03%;

(2)正火;将预热处理后的低合金铸件输送至台车式正火炉进行正火处理,其具体步骤是先升温至880℃,保温3.5h;之后空冷至390℃;再升温至700℃,保温2.2h;最后将正火温度升至880℃,保温4.5h;之后空冷至390℃;

(3)回火:将正火处理后的低合金铸件输送至回火炉中在温度为350℃保温2.2h,继续加热进行回火;高温回火升温至660℃,保温4.5h后按照10℃/min的降温速度逐渐冷却至温度95℃,出炉;

(4)淬火:将低合金铸件输送至真空淬火炉中,先升温至690℃,保温2.2h后,升温至淬火温度为845℃,保温2.5h,然后空冷至室温;

(5)退火:最后将低合金铸件输送至马弗炉中先以12℃/min的升温速率升温至390℃,保温4.5h后,升温至退火温度590℃,保温5h,空冷至室温即完成本发明的低合金钢铸件的热处理工艺。

实施例3

一种低合金钢铸件的热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)预热:先将铸造成型后的低合金铸件置于高温炉中预热处理,且高温炉的预热温度为450℃,预热升温速率为20℃/min,预热时间为1.5h;

所述的低合金铸件包括以下按重量百分比的成分:c0.85%,al1.60%,si0.87%,mn1.10%,ni0.15%,ti1.06%,余量为fe和不可去除的微量元素,且该不可去除的微量元素含量≤0.03%;

(2)正火;将预热处理后的低合金铸件输送至台车式正火炉进行正火处理,其具体步骤是先升温至900℃,保温3.5h;之后空冷至400℃;再升温至720℃,保温2.5h;最后将正火温度升至900℃,保温4.5h;之后空冷至400℃;

(3)回火:将正火处理后的低合金铸件输送至回火炉中在温度为360℃保温3h,继续加热进行回火;高温回火升温至680℃,保温5h后按照10℃/min的降温速度逐渐冷却至温度100℃,出炉;

(4)淬火:将低合金铸件输送至真空淬火炉中,先升温至700℃,保温2.5h后,升温至淬火温度为850℃,保温2.5h,然后空冷至室温;

(5)退火:最后将低合金铸件输送至马弗炉中先以15℃/min的升温速率升温至400℃,保温5h后,升温至退火温度630℃,保温6h,空冷至室温即完成本发明的低合金钢铸件的热处理工艺。

实施例4

一种低合金钢铸件的热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)预热:先将铸造成型后的低合金铸件置于高温炉中预热处理,且高温炉的预热温度为500℃,预热升温速率为25℃/min,预热时间为1.8h;

所述的低合金铸件包括以下按重量百分比的成分:c1.00%、al1.87%,si1.10%,mn1.24%,ni0.16%,ti1.24,余量为fe和不可去除的微量元素,且该不可去除的微量元素含量≤0.03%;

(2)正火;将预热处理后的低合金铸件输送至台车式正火炉进行正火处理,其具体步骤是先升温至920℃,保温4h;之后空冷至410℃;再升温至740℃,保温3h;最后将正火温度升至910℃,保温4.5h;之后空冷至410℃;

(3)回火:将正火处理后的低合金铸件输送至回火炉中在温度为360℃保温3.5h,继续加热进行回火;高温回火升温至700℃,保温5.5h后按照10℃/min的降温速度逐渐冷却至温度105℃,出炉;

(4)淬火:将低合金铸件输送至真空淬火炉中,先升温至710℃,保温2.5h后,升温至淬火温度为855℃,保温2.8h,然后空冷至室温;

(5)退火:最后将低合金铸件输送至马弗炉中先以20℃/min的升温速率升温至410℃,保温5.5h后,升温至退火温度630℃,保温7h,空冷至室温即完成本发明的低合金钢铸件的热处理工艺。

实施例5

一种低合金钢铸件的热处理工艺,按照以下步骤进行:

(1)预热:先将铸造成型后的低合金铸件置于高温炉中预热处理,且高温炉的预热温度为520℃,预热升温速率为25℃/min,预热时间为2h;

所述的低合金铸件包括以下按重量百分比的成分:c1.20%,al2.08%,si1.25%,mn1.32%,ni0.20%,ti1.40%,余量为fe和不可去除的微量元素,且该不可去除的微量元素含量≤0.03%;

(2)正火;将预热处理后的低合金铸件输送至台车式正火炉进行正火处理,其具体步骤是先升温至940℃,保温4h;之后空冷至420℃;再升温至750℃,保温3h;最后将正火温度升至930℃,保温5h;之后空冷至420℃;

(3)回火:将正火处理后的低合金铸件输送至回火炉中在温度为380℃保温4h,继续加热进行回火;高温回火升温至720℃,保温6h后按照10℃/min的降温速度逐渐冷却至温度110℃,出炉;

(4)淬火:将低合金铸件输送至真空淬火炉中,先升温至720℃,保温3h后,升温至淬火温度为860℃,保温3h,然后空冷至室温;

(5)退火:最后将低合金铸件输送至马弗炉中先以20℃/min的升温速率升温至420℃,保温6h后,升温至退火温度640℃,保温8h,空冷至室温即完成本发明的低合金钢铸件的热处理工艺。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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