本发明涉及锻压技术领域，具体为一种整体细晶奥氏体不锈钢热锻件的制造方法。
背景技术：
奥氏体不锈钢不能采用热处理细化晶粒，需要控制原材料晶粒度、锻造温度、锻造变形量以及固溶温度和固溶时间达到产品晶粒度要求，奥氏体不锈钢有独特的成形特性，由于锻件表面和模具摩擦造成试样变形不均匀，粗晶区集中在工件表面，内部为细晶粒区。通过加大锻造变形量减小和消除表面粗晶，对于奥氏体不锈钢油轨锻件适用性不强。
锻件采用中频炉感应加热，属于透热式加热，棒料表面感应加热，内部透热，因此，中频炉加热棒料的表面温度高于芯部温度，棒料在表面2-4mm区域产生粗晶区，锻后粗晶区仍然存在。中频加热属于感应加热，具有邻近效应，靠近感应线圈的一侧加热温度高，存在粗晶深度不均匀现象，奥氏体不锈钢锻件一般采用热锻工艺生产，锻后一般采用空冷，避免快速冷却热应力产生的变形。锻后芯部温度一般在950℃以上，空冷时间约8min。采用空冷冷却时间长，芯部温度高，内部也会存在局部晶粒粗大区域。
奥氏体不锈钢锻件还需要保证耐盐雾腐蚀性能，通常的解决方法是通过高温固溶，以304不锈钢油轨为例，固溶温度1080-1120℃。高温固溶使粗晶现象更为严重。
奥氏体不锈钢粗晶降低韧性和疲劳性能。典型锻件如304不锈钢锻造油轨主要应用在gdi(汽油缸内直喷技术)发动机上，正处于大规模应用初期，细晶成形技术具有工业应用价值。
奥氏体不锈钢中频加热表面温度比芯部高，加上奥氏体不锈钢变形时表面变形量小，表面2-4mm区域容易出现粗晶；锻后芯部温度950℃以上，锻后空冷由于冷却时间长，芯部局部区域发生回复再结晶，固溶时形成粗晶。
现有技术解决这些问题的方法是降低锻造加热温度，例如304不锈钢中频加热温度1000-1050℃，只能降低粗晶层深度，在表面仍然存在临界变形区，有晶粒粗大现象。由于锻后水冷容易变形，一般采用空冷冷却方式，零件内部由于回复再结晶也会存在局部粗晶现象。
技术实现要素：
本发明的目的就在于通过独特的中频加热和锻后水冷工艺设计，降低和消除表面粗晶层深度，使表面粗晶深度≤1mm，消除内部局部粗晶现象而提供一种整体细晶奥氏体不锈钢热锻件的制造方法。
2.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种整体细晶奥氏体不锈钢热锻件的制造方法，具体步骤如下：
步骤a、下料，采用圆盘锯、锯床或剪床设备对晶粒体度≥6级的棒料进行下料；
步骤b、中频加热，将步骤a中的棒料传送入中频加热炉中进行中频加热，所述棒料表面温度加热至1100-1150℃时再对所述棒料表面进行喷雾处理，通过红外测温仪对其表面温度进行测量，使其表面温度控制在1000-1100℃；
步骤c、温度补偿，通过热电偶测量出步骤b中所述棒料芯部温度值，并对红外测温仪测出的温度进行补偿至所述热电偶测量出的所述棒料芯部温度值后采用制坯、预锻、精锻、切边、校正处理锻造成型；
步骤d、水冷处理，将步骤c中成型后的棒料锻入淬火网带淬火槽装置内，所述淬火网带淬火槽装置内采用水温为≥40℃的10％pag水溶性淬火介质对所述棒料进行水冷处理；
步骤e、固溶处理，将步骤d中水冷处理后的棒料进行抛丸去除表面氧化皮后进行高温固溶处理，将所述棒料固溶至温度1080-1120℃并保温3-15min；
步骤f、渗透探伤，采用渗透剂和显影剂对步骤e中所述的棒料进行渗透探伤后分拣出无裂痕棒料。
优选地，所述步骤a中所述圆盘锯、锯床或剪床设备每分钟下3-5件棒料，所述棒料直径为33.5mm，长度为320mm。
优选地，所述步骤b中对所述棒料表面进行喷雾处理，所述喷雾量为19.8-62.4l/h，喷雾的压力为0.1-0.4mpa。
优选地，所述步骤c中对所述红外测温仪测出的温度进行补偿至所述热电偶测量出的所述棒料芯部温度值，所述补偿温度为50-150℃。
优选地，所述步骤d中棒料水冷处理后出水的温度≤300℃。
本发明中的该种异形件通用分段整体加热淬火方法有益效果是：
1、原材料棒料的晶粒度≥6级，避免了由于原材料粗晶导致锻件粗晶问题。
2、中频加热加热后进行喷雾处理，既能达到芯部透热的目的，又能控制表面温度，使棒料在加热过程中表面始终处于细晶区的同时，芯部具有较高的锻造温度，在细化晶粒的同时不增加设备锻造压力负荷。
3、由于在中频加热后按棒料直径、长度和下料节拍计算喷雾量和喷雾压力对棒料进行喷雾处理，能更准确的对棒料进行温度补偿，使中频炉显示的温度为棒料芯部温度。
4、锻后采用水溶性淬火介质高温水冷，网带淬火槽生产，消除高温停留时间长导致的芯部粗晶。
5、高温固溶，提高奥氏体不锈钢耐盐雾腐蚀能力。
6、采用渗透剂和显影剂进行渗透探伤，对缺陷件进行返修后再次探伤，确保产品无裂纹。
7、采用这样的方法降低和消除棒料表面粗晶层深度，表面粗晶深度≤1mm，消除内部局部粗晶现象，锻造成形可以采用较高的锻造温度，不需要使用下限锻造温度保证产品性能。
8、这样的方法适用性广，由于在加热段控制了粗晶的产生，工艺适用各类奥氏体不锈钢锻件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种整体细晶奥氏体不锈钢热锻件的制造方法，具体步骤如下：
步骤a、下料，采用圆盘锯、锯床或剪床设备对晶粒体度≥6级的棒料进行下料；
步骤b、中频加热，将步骤a中的棒料传送入中频加热炉中进行中频加热，所述棒料表面温度加热至1100-1150℃时再对所述棒料表面进行喷雾处理，通过红外测温仪对其表面温度进行测量，使其表面温度控制在1000-1100℃；
步骤c、温度补偿，通过热电偶测量出步骤b中所述棒料芯部温度值，并对红外测温仪测出的温度进行补偿至所述热电偶测量出的所述棒料芯部温度值后采用制坯、预锻、精锻、切边、校正处理锻造成型；
步骤d、水冷处理，将步骤c中成型后的棒料锻入淬火网带淬火槽装置内，所述淬火网带淬火槽装置内采用水温为≥40℃的10％pag水溶性淬火介质对所述棒料进行水冷处理；
步骤e、固溶处理，将步骤d中水冷处理后的棒料进行抛丸去除表面氧化皮后进行高温固溶处理，将所述棒料固溶至温度1080-1120℃并保温3-15min；
步骤f、渗透探伤，采用渗透剂和显影剂对步骤e中所述的棒料进行渗透探伤后分拣出无裂痕棒料。
优选地，步骤a中所述圆盘锯、锯床或剪床设备每分钟下3-5件棒料，所述棒料直径为33.5mm，长度为320mm，所述步骤b中对所述棒料表面进行喷雾处理，所述喷雾量为19.8-62.4l/h，喷雾的压力为0.1-0.4mpa，所述步骤c中对所述红外测温仪测出的温度进行补偿至所述热电偶测量出的所述棒料芯部温度值，所述补偿温度为50-150℃，所述步骤d中棒料水冷处理后出水的温度≤300℃，在步骤e固溶处理前还可以增加外观检查和返修。检查表面外观缺陷，对缺陷进行返修分挑步骤，可以更早的对缺陷件进行返修，提高了生产的效率。
喷雾量的计算：
喷雾量qv，钢的比热容c钢，钢的体积v钢，钢的密度ρ钢，厚度(粗晶层)δ，直径(棒料)d，长度(棒料)l，生产节拍takt，温度变化δt，水的比热容c水，水的体积v水，水的密度ρ水。
1、qv＝(c钢×v钢×ρ钢×δt钢×takt)/(c水×ρ水×δt水)＝{c钢×π×[(d/2)^2-π×(d/2-δ)^2)]×l×ρ钢×δt钢×takt}/(c水×ρ水×δt水)
当δ＝2mm，d＝33.5mm，l＝320mm，takt＝3件/min，δt钢＝100℃，δt水＝75℃时，钢900-1250℃时的比热容约为708j/(kg.℃)，水的比热容为4180j/(kg.℃)；
qv＝{708j/(kg.℃)×3.14×[(33.5mm/2)^2-3.14×(33.5mm/2-2mm)^2)]×320mm×7.8g/cm3×100℃×3/min}/[4180j/(kg.℃)×1g/cm3×75℃]
qv＝[708*63.3*7.8*100*3/(4180*75*1000)]l/min
qv＝0.33l/min
qv＝19.8l/h
2、当δ＝4mm，d＝33.5mm，l＝320mm，takt＝5件/min，δt钢＝100℃，δt水＝75℃时，钢900-1250℃时的比热容约为708j/(kg.℃)，水的比热容为4180j/(kg.℃)；
qv＝{708j/(kg.℃)×3.14×[(33.5mm/2)^2-3.14×(33.5mm/2-4mm)^2)]×320mm×7.8g/cm3×100℃×5/min}/[4180j/(kg.℃)×1g/cm3×75℃]
qv＝[708*118*7.8*100*5/(4180*75*1000)]l/min
qv＝1.04l/min
qv＝62.4l/h
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。