一种奥氏体钢表面硬化处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及奥氏体钢表面硬化处理技术，特别涉及一种奥氏体钢表面硬化处理方 法。
【背景技术】
[0002] 奥氏体不锈钢在常温下为奥氏体组织，奥氏体不锈钢无磁性具有优良的耐蚀性 能、高韧性和塑性，被广泛地应用于化工机械、制药机械和食品机械中。但是由于奥氏体不 锈钢硬度低，耐磨性差，其表面性能就难以满足使用要求，大大地降低了这些机械零部件的 使用寿命。
[0003] 马氏体不锈钢可进行高频淬火使其表面硬化，而奥氏体不锈钢不可能通过相变使 之强化，仅能通过滚压等冷作硬化进行强化，但奥氏体钢经滚压后硬化层硬度较低，而且表 面硬化层深较浅，难以满足耐磨性要求较高的使用环境。对于奥氏体钢也可以像普通钢材 一样，利用氮化等外部表面处理方法对其进行强化处理，但其表面强化层深较浅。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有奥氏体钢经过滚压冷作硬化加工后，其表面硬化层硬 度较低，而且表面硬化层深较浅，难以满足耐磨性要求较高的使用环境的不足和缺陷，提供 一种奥氏体钢表面硬化处理方法，以解决上述问题。
[0005] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0006] -种奥氏体钢表面硬化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0007] 1)奥氏体钢下料；
[0008] 2)毛坯成型；
[0009] 3)锻打，锻打压力为 50kg/mm2-80kg/mm2;
[0010] 4)时效。
[0011] 在本发明的一个优选实施例中，所述步骤2)和步骤3)之间还包括固溶步骤。
[0012] 在本发明的一个优选实施例中，所述固溶步骤的固溶参数为1050°CX0. 5~lh。
[0013] 在本发明的一个优选实施例中，所述时效参数为710~750°CX4h~16h空冷。
[0014] 由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：
[0015] 1、该发明在零件毛坯阶段对需硬化的表面进行表面硬化处理，经过表面硬化处理 的零件表面硬度比传统滚压处理要高；
[0016] 2、该发明在零件毛坯阶段进行表面硬化处理，锻打压力较大，形成的硬化层深比 滚压处理要深；
[0017] 3、该发明可根据零件成品要求，在毛坯的表面硬化处理过程根据需要调整参数， 因此该发明适用范围较广；
[0018] 4、该发明在零件毛坯阶段进行表面硬化处理，对零件加工工艺拥有很好的加工工 艺性。
【附图说明】
[0019] 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，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1是现有的典型奥氏体钢排气门毛坯成型及热处理示意图。
[0021] 图2是本发明一种实施例的奥氏体钢排气门毛坯阶段表面硬化示意图。
[0022] 图3是本发明另一种实施例的奥氏体钢排气门毛坯阶段表面硬化示意图。
【具体实施方式】
[0023] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进 一步阐述本发明。
[0024] 实施例1
[0025] 气门是内燃机密封气道的重要零件，要求其在工作寿命中气门密封锥面拥有很好 的耐磨性能，特别是排气门更是如此。以气门材料国标GB/T12773-2008《内燃机气阀用钢 及合金棒材》中陈述的GH4080A材料制造排气门为例。
[0026] 如图2所示，以GH4080A镍基高温合金材料制造排气门为例说明本发明技术方案： 步骤1)，按原材料规格及长度尺寸进行下料；步骤2)，按气门毛坯外形尺寸进行毛坯成型； 步骤3)，按国标推荐的固溶参数对气门毛坯进行固溶（固溶参数为1050°CXlh固溶）；步 骤4)，对气门毛还密封锥面进行锻打，锻打压力为50kg/mm2-80kg/mm2;步骤5)，按国标推荐 的时效参数对气门毛坯进行时效（时效参数为710°CX16h空冷）。GH4080A镍基高温合金 材料成型的气门毛坯在按图2所示的加工完成后，气门毛坯密封锥面硬度为40HRC-48HRC。
[0027] 对比例1
[0028] 按图1所示进行加工，步骤1)，按原材料规格及长度尺寸进行下料；步骤2)，按气 门毛坯外形尺寸进行毛坯成型；步骤3)，按国标推荐的热处理参数对气门毛坯进行固溶时 效（固溶时效参数为1050°CXlh固溶，710°CX16h空冷）。GH4080A镍基高温合金材料成 型的气门毛坯在按图1所述的加工完成后，气门毛坯密封锥面硬度为32HRC-38HRC。
[0029] 实施例2
[0030] 参见图2所示，以NCF3015高温合金材料制造排气门为例说明本发明技术方案： 步骤1)，按原材料规格及长度尺寸进行下料；步骤2)，按气门毛坯外形尺寸进行毛坯成型； 步骤3)，按推荐的固溶参数对气门毛坯进行固溶（固溶参数为1050°CX0.5h固溶）；步骤 4)，对气门毛坯密封锥面进行锻打，锻打压力为50kg/mm2-80kg/mm2;步骤5)，按推荐的时效 参数对气门毛坯进行时效（时效参数为750°CX4h空冷）。NCF3015高温合金材料成型的 气门毛坯在按图2所示的加工完成后，气门毛坯密封锥面硬度为44HRC-52HRC。
[0031] 对比例2
[0032] 现有典型的排气门加工方案见图1所示，以气门材料NCF3015高温合金材料制造 排气门为例，按图1所示进行加工，步骤1)，按原材料规格及长度尺寸进行下料；步骤2)，按 气门毛坯外形尺寸进行毛坯成型；步骤3)，按推荐的热处理参数对气门毛坯进行固溶时效 (固溶时效参数为1050°CXO. 5h固溶，750°CX4h空冷）。NCF3015材料成型的气门毛坯 在按图1所述的加工完成后，气门毛坯密封锥面硬度为36HRC-42HRC。
[0033] 实施例3
[0034] 对于热锻成型毛坯在需要硬化部位的表面硬度较成型前有降低，可根据零件需 要，不进行固溶处理。参见图3所示，以NCF3015高温合金材料制造排气门为例说明本发 明技术方案：步骤1)，按原材料规格及长度尺寸进行下料；步骤2)，按气门毛坯外形尺寸进 行毛坯成型；步骤3)，对气门毛坯密封锥面进行锻打，锻打压力为50kg/mm2-80kg/mm2;步骤 4)，按推荐的时效参数对气门毛坯进行时效（时效参数为750°CX4h空冷）。NCF3015材 料成型的气门毛坯在按图3所示的加工完成后，气门毛坯密封锥面硬度为40HRC-48HRC。
[0035] 上述各实施例和对比例的性能参数可由下表得出：
[0036]
[0037] 由上表可得知经过本发明的奥氏体钢表面硬化处理方法得到的锥面硬度明显优 于现有技术处理方法得到的锥面硬度。
[0038] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【主权项】
1. 一种奥氏体钢表面硬化处理方法，包括如下步骤： 1) 奥氏体钢下料； 2) 毛坯成型； 3) 锻打，锻打压力为50kg/mm2-80kg/mm2; 4) 时效。2. 如权利要求1所述的一种奥氏体钢表面硬化处理方法，其特征在于，所述步骤2)和 步骤3)之间还包括固溶步骤。3. 如权利要求2所述的一种奥氏体钢表面硬化处理方法，其特征在于，所述固溶步骤 的固溶参数为1050°CX0. 5~lh。4. 如权利要求1或2或3所述的一种奥氏体钢表面硬化处理方法，其特征在于，所述时 效参数为710~750°CX4h~16h空冷。
【专利摘要】本发明公开了一种奥氏体钢表面硬化处理方法，包括如下步骤：1)奥氏体钢下料；2)毛坯成型；3)锻打，锻打压力为50kg/mm2-80kg/mm2；4)时效。本发明的有益效果在于：1、该发明在零件毛坯阶段对需硬化的表面进行表面硬化处理，经过表面硬化处理的零件表面硬度比传统滚压处理要高；2、该发明在零件毛坯阶段进行表面硬化处理，锻打压力较大，形成的硬化层深比滚压处理要深；3、该发明可根据零件成品要求，在毛坯的表面硬化处理过程根据需要调整参数，因此该发明适用范围较广；4、该发明在零件毛坯阶段进行表面硬化处理，对零件加工工艺拥有很好的加工工艺性。
【IPC分类】C21D8/00
【公开号】CN105420470
【申请号】CN201510742526
【发明人】江文广, 卢钟祎, 佘友芳, 刘旭晶, 施强元, 李桥
【申请人】湖南天雁机械有限责任公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月4日