本发明涉及强化钢，具体地，涉及一种t7钢及其强化方法。
背景技术：
涂层刀具是在强度与韧性较好的硬质合金或高速钢(hss)基体表面上，利用气相沉积法涂覆一层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物而获得的刀具。涂层作为一种化学屏障与热屏障减少了刀具与工件之间的扩散和化学反应，从而减少了月牙槽磨损。涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性，切削时可比未涂层刀具提高刀具寿命3～5倍以上，提高切削速度20％～70％，提高加工精度0.5～1级，降低刀具消耗费用20％～50％。
中国专利申请201010290331.500ni18co8mo5alti高强度马氏体时效钢的气体渗氮工艺公开了按下述工艺参数进行二段法渗氮处理：(1)保温温度：500±5℃，保温3～4.5小时，氨分解率：20～30％；(2)保温温度：505±5℃，保温45～75小时，氨分解率：65～85％。
中国专利申请201611195352.2公开了一种果汁机304奥氏体不锈钢旋片刀片的制备方法公开了步骤如下：第一步：将果汁机304奥氏体不锈钢旋片刀片放入等离子设备中，抽真空至真空度5帕；第二步：充氮外加热，充入氮气至一个大气压，开启外加热，外加热温度为350℃；第三步：待刀片温度达到300℃均热后，进行抽真空至极限真空；第四步:等离子渗氮处理，持续向设备中通入氢气300ml/min、氮气900ml/min，维持炉内压力150pa，开启高频电源；第五步：等离子氮碳共渗处理，在刀片到达415℃后保持温度，均热30分钟，然后持续通入甲烷50ml/min，开始计时保温，保温时间为40小时；第六步：冷却，保温结束后，关闭外加热、高频电源，充入氮气至一个大气压，开启内、外风机对产品进行冷却，当刀片温度低于100℃时，关停设备完成等离子氮碳共渗。
可见在合金钢表面渗氮的时间较长，至少需要40小时，由于在此过程中，需要冲入氩气、氮气或氢气，因此，作业时长大大增加了生产成本。因此，在保证渗氮后强化层厚度以及与之带来的合金钢硬度提高的基础上，如何提供一种减少渗氮作业时间的方法，是目前需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种t7钢及其强化方法，该t7钢强化方法能够在较短的作业时间内获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，更进一步提高了t7钢产品的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供一种t7钢的强化方法，所述强化方法包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；其中，所述热处理包括第一温度段、第二温度段、第三温度段和第四温度段；其中，第一温度段的温度为780-820℃，第二温度段温度为620-650℃，第三温度段的温度为830-850℃，第四温度段的温度为780-800℃；其中，以体积含量百分数计，第一温度段氛围中氮气的含量不小于30％，第二温度段氛围中氮气的含量不小于50％，第三温度段氛围中氮气的含量不小于60％，第四温度段氛围中氮气的含量不小于80％。
本发明还提供一种根据前文所述t7钢的强化方法制备得到的t7钢。
根据上述技术方案，本发明的强化方法包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；其中，所述热处理包括第一温度段、第二温度段、第三温度段和第四温度段；其中，第一温度段的温度为780-820℃，第二温度段温度为620-650℃，第三温度段的温度为830-850℃，第四温度段的温度为780-800℃；其中，以体积含量百分数计，第一温度段氛围中氮气的含量不小于40％，第二温度段氛围中氮气的含量不小于60％，第三温度段氛围中氮气的含量不小于70％，第四温度段氛围中氮气的含量不小于90％。该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，更进一步提高了t7钢产品的使用寿命。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种t7钢的强化方法，所述强化方法包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；其中，所述热处理包括第一温度段、第二温度段、第三温度段和第四温度段；其中，第一温度段的温度为780-820℃，第二温度段温度为620-650℃，第三温度段的温度为830-850℃，第四温度段的温度为780-800℃；其中，以体积含量百分数计，第一温度段氛围中氮气的含量不小于30％，第二温度段氛围中氮气的含量不小于50％，第三温度段氛围中氮气的含量不小于60％，第四温度段氛围中氮气的含量不小于80％。
根据上述技术方案，本发明的强化方法包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；其中，所述热处理包括第一温度段、第二温度段、第三温度段和第四温度段；其中，第一温度段的温度为780-820℃，第二温度段温度为620-650℃，第三温度段的温度为830-850℃，第四温度段的温度为780-800℃；其中，以体积含量百分数计，第一温度段氛围中氮气的含量不小于40％，第二温度段氛围中氮气的含量不小于60％，第三温度段氛围中氮气的含量不小于70％，第四温度段氛围中氮气的含量不小于90％。该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，更进一步提高了t7钢产品的使用寿命。
本发明所用的t7钢的选材符合标准gb/t1299中的规定，其成分以质量百分数计，含有c：0.65～0.74％，si：≤0.35％，mn：≤0.40％，cr：≤0.030％，w：≤0.035％，p、s有害元素含量符合gb/t1299，余量为fe。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，优选地，所述热处理在负压氛围条件下进行，其中，压力为(-0.02)-(-0.04)mpa。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，优选地，所述含有氮气的氛围还包括二氧化碳和氨气。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，进一步优选地，氮气、二氧化碳和氨气的体积含量之和不小于99％。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，优选地，二氧化碳和氨气的体积含量比为1：2-3。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，优选地，第一温度段氛围中氮气的体积含量为30-40％。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，优选地，第二温度段氛围中氮气的体积含量为50-60％。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，优选地，第三温度段氛围中氮气的体积含量为60-70％。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，优选地，第四温度段氛围中氮气的体积含量为80-90％。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，优选地，第一温度段的处理时间为1-2.5h，第二温度段的处理时间为2-3h，第三温度段的处理时间为2-4h，第一温度段的处理时间为3-5h。
在本发明一种优选的具体实施方式中，为了使该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内使t7钢获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，优选地，降温的步骤在含有15-20g/l的氯化钠和18-22g/l氯化镁的水溶液中进行。
本发明还提供一种根据前文所述t7钢的强化方法制备得到的t7钢。
根据上述技术方案，本发明的强化方法包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；其中，所述热处理包括第一温度段、第二温度段、第三温度段和第四温度段；其中，第一温度段的温度为780-820℃，第二温度段温度为620-650℃，第三温度段的温度为830-850℃，第四温度段的温度为780-800℃；其中，以体积含量百分数计，第一温度段氛围中氮气的含量不小于40％，第二温度段氛围中氮气的含量不小于60％，第三温度段氛围中氮气的含量不小于70％，第四温度段氛围中氮气的含量不小于90％。该t7钢强化方法工艺步骤简单，容易控制，能够在较短的作业时间内获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，不仅如此，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，更进一步提高了t7钢产品的使用寿命。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
实施例1
t7钢的强化方法：包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；所述热处理在负压氛围条件下进行，其中，压力为(-0.02)mpa；其中，所述热处理包括第一温度段、第二温度段、第三温度段和第四温度段；其中，第一温度段的温度为780℃，第二温度段温度为620℃，第三温度段的温度为830℃，第四温度段的温度为780℃；其中，第一温度段的处理时间为2.5h，第二温度段的处理时间为3h，第三温度段的处理时间为4h，第一温度段的处理时间为5h；
其中，以体积含量百分数计，第一温度段氛围中氮气的含量为40％，第二温度段氛围中氮气的含量为60％，第三温度段氛围中氮气的含量为70％，第四温度段氛围中氮气的含量90％；所述含有氮气的氛围还包括二氧化碳和氨气，氮气、二氧化碳和氨气的体积含量之和不小于99％；二氧化碳和氨气的体积含量比为1：2；
其中，降温的步骤在含有15g/l的氯化钠和18g/l氯化镁的水溶液中进行。
实施例2
t7钢的强化方法：包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；所述热处理在负压氛围条件下进行，其中，压力为(-0.04)mpa；其中，所述热处理包括第一温度段、第二温度段、第三温度段和第四温度段；其中，第一温度段的温度为820℃，第二温度段温度为650℃，第三温度段的温度为850℃，第四温度段的温度为800℃；其中，第一温度段的处理时间为1h，第二温度段的处理时间为2h，第三温度段的处理时间为2h，第一温度段的处理时间为3h；
其中，以体积含量百分数计，第一温度段氛围中氮气的含量为30％，第二温度段氛围中氮气的含量为50％，第三温度段氛围中氮气的含量为60％，第四温度段氛围中氮气的含量80％；所述含有氮气的氛围还包括二氧化碳和氨气，氮气、二氧化碳和氨气的体积含量之和不小于99％；二氧化碳和氨气的体积含量比为1：3；
其中，降温的步骤在含有20g/l的氯化钠和22g/l氯化镁的水溶液中进行。
实施例3
t7钢的强化方法：包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；所述热处理在负压氛围条件下进行，其中，压力为(-0.03)mpa；其中，所述热处理包括第一温度段、第二温度段、第三温度段和第四温度段；其中，第一温度段的温度为800℃，第二温度段温度为635℃，第三温度段的温度为820℃，第四温度段的温度为790℃；其中，第一温度段的处理时间为1.8h，第二温度段的处理时间为2.5h，第三温度段的处理时间为3h，第一温度段的处理时间为4h；
其中，以体积含量百分数计，第一温度段氛围中氮气的含量为35％，第二温度段氛围中氮气的含量为55％，第三温度段氛围中氮气的含量为65％，第四温度段氛围中氮气的含量85％；所述含有氮气的氛围还包括二氧化碳和氨气，氮气、二氧化碳和氨气的体积含量之和不小于99％；二氧化碳和氨气的体积含量比为1：2.5；热处理过程在渗氮箱中进行；
其中，降温的步骤在含有18g/l的氯化钠和20g/l氯化镁的水溶液中进行。
对比例1
t7钢的强化方法：将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；所述热处理在负压氛围条件下进行，其中，压力为(-0.03)mpa；其中，所述热处理过程为在800℃保温11.3h，氛围中氮气的含量85％，所述含有氮气的氛围还包括二氧化碳和氨气，氮气、二氧化碳和氨气的体积含量之和不小于99％；二氧化碳和氨气的体积含量比为1：2.5；
其中，降温的步骤在含有18g/l的氯化钠和20g/l氯化镁的水溶液中进行。
对比例2
t7钢的强化方法：包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；所述热处理在负压氛围条件下进行，压力为(-0.03)mpa；其中，所述热处理过程为在635℃保温11.3h，氛围中氮气的含量85％，所述含有氮气的氛围还包括二氧化碳和氨气，氮气、二氧化碳和氨气的体积含量之和不小于99％；二氧化碳和氨气的体积含量比为1：2.5；
其中，降温的步骤在含有18g/l的氯化钠和20g/l氯化镁的水溶液中进行。
对比例3
t7钢的强化方法：包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；所述热处理在负压氛围条件下进行，其中，压力为(-0.03)mpa；其中，所述热处理过程为在635℃保温11.3h，氛围中氮气的含量85％，所述含有氮气的氛围还包括二氧化碳和氨气，氮气、二氧化碳和氨气的体积含量之和不小于99％；二氧化碳和氨气的体积含量比为1：2.5；
其中，降温的步骤在含有18g/l的氯化钠和20g/l氯化镁的水溶液中进行。
对比例4
t7钢的强化方法：包括将t7材质的钢坯在含有氮气的氛围下进行热处理，然后降温的步骤；所述热处理在负压氛围条件下进行，其中，压力为(-0.03)mpa；其中，所述热处理过程为在790℃保温11.3h，氛围中氮气的含量90％，所述含有氮气的氛围还包括氩气，氮气和氩气的体积含量之和为100％；其中，降温的步骤在含有18g/l的氯化钠和20g/l氯化镁的水溶液中进行。
检测例1
经检测，实施例1-3中试样的强化层的厚度，均在15微米以上。而现有技术中，强化层要想达到15微米，至少需要保温通氮气25h，而应用本发明的强化方法，强化时间在15h以下，大大节约了强化t7钢的生产时间和生产成本。
检测例2
将实施例1-3和对比例1-4中的试样按照gb/t230.1-2009检测洛氏硬度(hrc)，发现实施例1-3和对比例1-4中的试样中的硬度相差不大，均在48-52hrc范围内。
将试样在水冷情况下切削去上表面，分别切削0.5mm，1mm，2mm，再次检测切削面的洛氏硬度(hrc)，发现，随着切削程度的增加，试样的硬度均在下降，对比例中的试样的hrc下降显著，仅在27-29hrc。而实施例1-3中的试样的hrc虽然也有所下降，但，切削2mm后，试样的硬度依然能达到42hrc，最低的也有38hrc。
综上可见，本发明的t7钢强化方法能够在较短的作业时间内获得较高的强化层厚度，强化后的t7钢能够显著提高硬度，其除强化层以外的基体的硬度也得到提升，可以进一步提高t7钢产品的使用寿命。不仅如此，本发明的t7钢强化方法可以节约生产时间，降低强化t7钢的生产成本。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。