工件热处理方法与流程

1.本技术实施例涉及冶金技术领域，尤其涉及一种工件热处理方法。


背景技术：

2.传统技术中的热处理工艺，尤其是对齿轮精锻模具的热处理工艺，齿轮精锻模具的耐磨性和抗高温氧化性能差。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
4.有鉴于此，本技术实施例提出了一种工件热处理方法，包括：
5.对半成品工件进行一次回火，获取一次回火处理工件；
6.在所述一次回火处理工件上涂覆硼剂，并对所述一次回火处理工件进行加热，以使一次回火处理工件的表面形成有渗硼层；
7.对所述回火工件进行冷却处理，而后再将工件升温至常温，获取深冷处理工件；
8.对所述深冷处理工件进行二次回火，获取二次回火处理工件。
9.在一种可行的实施方式中，工件热处理方法还包括：
10.提供初加工工件；
11.在所述初加工工件的表面涂覆抗氧化涂料；
12.对所述初加工工件进行稳定化处理，获取稳定化工件；
13.在400℃至650℃的工作环境下，对所述稳定化工件进行预加热，获取预加热工件；
14.在1010℃至1025℃的条件下，对所述预加热工件进行分段加热，获取半成品工件。
15.在一种可行的实施方式中，所述提供初加工工件的步骤包括：
16.提供具有0.5mm以上加工余量的初加工工件。
17.在一种可行的实施方式中，在所述对所述预加热工件进行分段加热，获取半成品工件的步骤之前包括：
18.对所述预加热工件进行切槽处理，以使所述预加热工件上形成有多个弧形切槽。
19.在一种可行的实施方式中，所述在1010℃至1025℃的条件下，对所述预加热工件进行分段加热，获取半成品工件的步骤包括：
20.在1010℃至1025℃，加热时长为3h至4h的条件下，对所述预加热工件进行分段加热，获取分段加热工件；
21.对所述分段加热工件进行加工，以获取所述半成品工件。
22.在一种可行的实施方式中，对所述预加热工件进行分段加热，获取半成品工件的步骤包括：
23.沿着所述预加热工件的长度方向，布置多个电磁感应加热器，通过电磁感应加热器对所述预加热工件进行分段加热。
24.在一种可行的实施方式中，所述对所述初加工工件进行稳定化处理，获取稳定化
工件的步骤包括：
25.将所述初加工工件设置在所述加热炉内，调整加热温度至630℃至645℃，保温2至3h后空冷，获取所述稳定化工件。
26.在一种可行的实施方式中，所述对半成品工件进行一次回火，获取一次回火处理工件的步骤包括：
27.将冷却后的半成品工件放入空气炉内在200℃至250℃条件下回火1h至2h，获取所述一次回火处理工件；
28.所述对所述回火工件进行冷却处理，而后再将工件升温至常温，获取深冷处理工件的步骤包括：
29.在温度为-100℃至-120℃条件下，对所述回火工件进行冷处理2h至3h，而后再将工件升温至常温，获取所述深冷处理工件；
30.所述对所述深冷处理工件进行二次回火，获取二次回火处理工件的步骤包括：
31.将所述深冷处理工件放入空气炉内于200℃至250℃条件下回火1至2h。
32.在一种可行的实施方式中，所述在所述一次回火处理工件上涂覆硼剂，并对所述一次回火处理工件进行加热，以使一次回火处理工件的表面形成有渗硼层的步骤包括：
33.在所述一次回火处理工件上涂覆硼剂，并将所述一次回火处理工件设置在加热炉内，在850℃条件下保温2h以上，以使所述一次回火处理工件的表面形成有渗硼层。
34.在一种可行的实施方式中，所述硼剂包括非晶态硼粉、催渗剂和二氧化硅填料；
35.其中，制备所述催渗剂的材料包括硼氟酸钾；
36.其中，所述渗硼层的厚度50μm至200μm。
37.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本技术实施例提供的工件热处理方法，在对工件进行热处理过程中，尤其是在对齿轮精锻模具进行处理时，在半成品工件进行一次回火，获取一次回火处理工件之后，可以在一次回火处理工件上涂覆硼剂，并使一次回火处理工件之上形成有渗硼层，能够使工件，尤其是齿轮精锻模具具有较高的红硬性，显著提高耐磨性和抗高温氧化性能。
附图说明
38.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
39.图1为本技术提供的一种实施例的工件热处理方法的示意性步骤流程图。
具体实施方式
40.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术实施例技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
41.如图1所示，本技术实施例提出了一种工件热处理方法，包括：
42.步骤101：对半成品工件进行一次回火，获取一次回火处理工件；
43.步骤102：在一次回火处理工件上涂覆硼剂，并对一次回火处理工件进行加热，以使一次回火处理工件的表面形成有渗硼层；
44.步骤103：对回火工件进行冷却处理，而后再将工件升温至常温，获取深冷处理工件；
45.步骤104：对深冷处理工件进行二次回火，获取二次回火处理工件。
46.本技术实施例提供的工件热处理方法，在对工件进行热处理过程中，尤其是在对齿轮精锻模具进行处理时，在半成品工件进行一次回火，获取一次回火处理工件之后，可以在一次回火处理工件上涂覆硼剂，并使一次回火处理工件之上形成有渗硼层，能够使工件，尤其是齿轮精锻模具具有较高的红硬性，显著提高耐磨性和抗高温氧化性能。
47.在一种可行的实施方式中，工件热处理方法还包括：提供初加工工件；在初加工工件的表面涂覆抗氧化涂料；对初加工工件进行稳定化处理，获取稳定化工件；在400℃至650℃的工作环境下，对稳定化工件进行预加热，获取预加热工件；在1010℃至1025℃的条件下，对预加热工件进行分段加热，获取半成品工件。
48.在该技术方案中，进一步提供了获取到半成品工件的步骤，先提供有加工余量的初加工工件，现有进行涂覆抗氧化涂料、稳定化处理、预加热最后进行分段加热来获取到半成品工件，一方面，后续可以进行精加工获取成品工件，可以提高工件的加工精度；另一方面，工件通过分段加热，可以提高加热的均匀性，在分段加热之后的工件再经过冷却处理之后，冷却处理过程中齿轮精锻模具内残留马氏体在低温环境下受到收缩应力，能够增强碳原子析出驱动力，在马氏体基体上析出超细碳化物，能够提高齿轮精锻模具的耐磨性，最大程度的消除了残留马氏体，避免模具在使用过程中在磨削热的作用下，发生回火转变，产生开裂现象。
49.在一种可行的实施方式中，提供初加工工件的步骤包括：提供具有0.5mm以上加工余量的初加工工件。
50.在该技术方案中，进一步提供了初加工工件的加工余量，初加工工件的加工余量在0.5mm以上，再进行分段加热处理后，最后精加工齿轮精锻模具，使齿轮精锻模具尺寸达到设计要求，留有加工余量为粗加工，通过粗加工和精加工两种方式相结合，可进一步提高其加工精度。
51.在一种可行的实施方式中，在对预加热工件进行分段加热，获取半成品工件的步骤之前包括：对预加热工件进行切槽处理，以使预加热工件上形成有多个弧形切槽。
52.在该技术方案中，在对预加热件进行分段加热时，还可以在加热工件上形成多个弧形切槽，如此设置，通过弧形切槽切通引流，能够进一步分散并释放应力，从而大大减小了高温热处理过程中模具产生的形变量，提高了模具精度。
53.在一种可行的实施方式中，在1010℃至1025℃的条件下，对预加热工件进行分段加热，获取半成品工件的步骤包括：在1010℃至1025℃，加热时长为3h至4h的条件下，对预加热工件进行分段加热，获取分段加热工件；对分段加热工件进行加工，以获取半成品工件。
54.在该技术方案中，进一步提供了获取半成品工件的具体作业参数，在1010℃至1025℃，加热时长为3h至4h的条件下，对预加热工件进行分段加热，获取分段加热工件；对分段加热工件进行加工，以获取半成品工件，采用先分段加热，在精加工的方式处理工件，
可以使半成品工件的加工精度得到提高。
55.在一种可行的实施方式中，对预加热工件进行分段加热，获取半成品工件的步骤包括：沿着预加热工件的长度方向，布置多个电磁感应加热器，通过电磁感应加热器对预加热工件进行分段加热。
56.在该技术方案中，进一步提供了对对预加热工件进行分段加热的执行方式，通过电磁感应加热器对预加热工件进行加热，可以提高加热效率，提高升温效率，同时保障加热的可靠性。
57.在一种可行的实施方式中，对初加工工件进行稳定化处理，获取稳定化工件的步骤包括：
58.将初加工工件设置在加热炉内，调整加热温度至630℃至645℃，保温2至3h后空冷，获取稳定化工件。
59.在该技术方案中，进一步提供了稳定化处理的具体工艺步骤，将初加工工件设置在加热炉内，调整加热温度至630℃至645℃，保温2至3h后空冷，获取稳定化工件，如此设置通过去应力退火先消除部分应力，高温加热时，再对齿轮精锻模具进行分段加热，处在加热段以外的区域的温度相对较低，能够对被加热段区域产生的形变产生阻碍作用，进一步减小齿轮精锻模具的在热处理过程中产生的形变量。
60.在一种可行的实施方式中，对半成品工件进行一次回火，获取一次回火处理工件的步骤包括：将冷却后的半成品工件放入空气炉内在200℃至250℃条件下回火1h至2h，获取一次回火处理工件；对回火工件进行冷却处理，而后再将工件升温至常温，获取深冷处理工件的步骤包括：在温度为-100℃至-120℃条件下，对回火工件进行冷处理2h至3h，而后再将工件升温至常温，获取深冷处理工件；对深冷处理工件进行二次回火，获取二次回火处理工件的步骤包括：将深冷处理工件放入空气炉内于200℃至250℃条件下回火1至2h。
61.在该技术方案中，进一步提供了一次回火、冷却处理和二次回火的具体作业参数，将冷却后的半成品工件放入空气炉内在200℃至250℃条件下回火1h至2h，获取一次回火处理工件，在温度为-100℃至-120℃条件下，对回火工件进行冷处理2h至3h，而后再将工件升温至常温，获取深冷处理工件，将深冷处理工件放入空气炉内于200℃至250℃条件下回火1至2h。如此设置可以进一步提高工件的耐磨性和抗高温氧化性能。
62.在一种可行的实施方式中，在一次回火处理工件上涂覆硼剂，并对一次回火处理工件进行加热，以使一次回火处理工件的表面形成有渗硼层的步骤包括：在一次回火处理工件上涂覆硼剂，并将一次回火处理工件设置在加热炉内，在850℃条件下保温2h以上，以使一次回火处理工件的表面形成有渗硼层。
63.在该技术方案中，进一步提供了形成渗硼层的步骤深冷处理步骤前，在齿轮精锻模具表面涂覆供硼剂，之后将其置入加热炉内，能够使齿轮精锻模具具有较高的红硬性，显著提高耐磨性和抗高温氧化性能。
64.在一种可行的实施方式中，硼剂包括非晶态硼粉、催渗剂和二氧化硅填料；其中，制备催渗剂的材料包括硼氟酸钾；其中，渗硼层的厚度50μm至200μm。
65.在该技术方案中，进一步提供了硼剂组成，硼剂包括了非晶态硼粉、催渗剂和二氧化硅填料，如此设置确保可以形成厚度50μm至200μm的渗硼层，能够使齿轮精锻模具具有较高的红硬性，显著提高耐磨性和抗高温氧化性能。
66.在一些示例中，冷却处理步骤前，在齿轮精锻模具表面涂覆供硼剂，之后将其置入加热炉内，在850℃条件下保温2h，供硼剂由非晶态硼粉、催渗剂及二氧化硅填料组成，其中催渗剂为硼氟酸钾，非晶态硼粉、硼氟酸钾及二氧化硅填料三者的重量配比为4:1:1；该步骤可在齿轮精锻模具的表面获得50～200μm深的渗硼层。
67.综上，通过本技术实施例提供的热处理工艺，在对模具尤其是对齿轮精锻模具进行热处理时，在模具预处理后对其进行稳定化处理，即通过去应力退火先消除部分应力，高温加热时，再对齿轮精锻模具进行分段加热，处在加热段以外的区域的温度相对较低，能够对被加热段区域产生的形变产生阻碍作用，进一步减小齿轮精锻模具的在热处理过程中产生的形变量，并结合之前在齿轮孔的周向上开设的多个弧形切槽，通过弧形切槽切通引流，进一步分散并释放应力，从而大大减小了高温热处理过程中模具产生的形变量，提高了模具精度；模具分段加热后进行深冷处理，深冷过程中齿轮精锻模具内残留马氏体在低温环境下受到收缩应力，增强了碳原子析出驱动力，在马氏体基体上析出超细碳化物，提高了其耐磨性，最大程度的消除了残留马氏体，避免模具在使用过程中在磨削热的作用下，发生回火转变，产生开裂现象。
68.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
69.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
70.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
71.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。