一种锻件热处理加工方法与流程

1.本发明涉及金属热处理技术领域，尤其涉及一种锻件热处理加工方法。


背景技术：

2.目前，在生产需锻造成型的黑色金属零件的过程中，锻打后中碳碳素钢以及合金钢毛坯都需要进行调质(淬火 高温回火)处理，常规的方法是将锻造后的坯料直接进行加热，使得胚料的内部晶粒奥氏体化，然后对胚料进行保温和冷却(介质)，获得淬火所需要的马氏体组织。
3.但是，在锻造过程中，高温的胚料在锻造成型时，直接暴露于空气中，胚料的表面生成一层氧化层，氧化层的厚度达0.1-0.5mm。在淬火加热胚料的晶粒进行奥氏体化的过程中，氧化层继续氧化脱碳形成一层具有隔温作用的隔离层，在淬火冷却过程中，隔离层能够降低胚料表面的冷却速度，从而抑制胚料淬火马氏体组织的形成，使得胚料中淬火马氏体组织的深度和百分比不达标。不能满足中碳结构钢调质处理gb13320-2007取样要求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种锻件热处理加工方法，用以解决现有锻件毛胚氧化层阻止胚料冷却的问题。
5.本发明提供一种锻件热处理加工方法，包括以下步骤：
6.锻造；
7.喷丸：除去毛胚表面的氧化层；
8.淬火加热：将毛胚内部的晶粒全部转化成奥氏体；
9.冷却：以大于临界冷却速度的速度对毛胚进行冷却，将奥氏体全部转化成马氏体；
10.高温回火；将马氏体转化成回火马氏体；
11.空冷。
12.进一步的，在喷丸时，采用直径为0.2mm～0.6mm的钢丸，叶轮式喷丸机的喷丸速度为1400r/min～1800r/min,对毛胚喷丸4min～12min。
13.进一步的，在喷丸时，采用直径为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm或者0.6mm 的钢丸,喷丸速度为1600r/min，对毛胚喷丸8min。
14.进一步的，在喷丸时，在喷丸时，采用直径为0.4mm的钢丸，喷丸速度为 1000r/min、1200r/min、1400r/min、1600r/min或者1800r/min,对毛胚喷丸8 min。
15.进一步的，在喷丸时，采用直径为0.4mm的钢丸，喷丸速度为1600r/min，对毛胚喷丸4min、6min、8min、10min或者12min。
16.进一步的，锻造时需要将胚料加热到1150℃～1250℃，并对胚料进行锻造成型。
17.进一步的，在锻造过程中，使用压力机将待处理的毛胚进行模锻成型，压力机的压力范围为500t-1000t。
18.进一步的，在淬火加热过程中，将毛胚加热到800℃以上，并保温1h～2h。
19.进一步的，在冷却过程中，将毛胚浸没于常温的矿物油中进行快速降温。
20.进一步的，在高温回火过程中，将毛胚加热至500～650℃后保温，保温 1.5h～2.5h。
21.与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
22.本发明的一种锻件热处理加工方法，在对锻件进行锻造和调整处理之间增添喷丸工序，去除锻件表面的氧化皮，促进锻件的冷却结晶，使得奥氏体晶粒全部转化成马氏体晶粒。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
24.图1为本发明提供的工艺流程图；
25.图2是本发明中实施例1的数据图表；
26.图3是本发明中实施例2的数据图表；
27.图4是本发明中实施例3的数据图表；
具体实施方式
28.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
29.实施例1，本实施例中的一种锻件热处理加工方法，包括以下步骤；
30.锻造，将中碳碳素钢或者合金钢胚料在加热炉中加热至1150℃～1250℃，胚料被放置于锻造模具中，压力机以500t-1000t的压力对锻造模具进行锻压，使得毛胚锻造成型对应的胚料。在具体实施过程中，压力机一般选用800t的压力，规则的胚料被锻压成具有粗略零件形状的毛胚。
31.喷丸：将经过锻造的毛坯件输送到喷丸机，喷丸机为叶轮式喷丸机，喷丸机分别采用0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm或者0.7mm的钢丸对毛胚进行喷丸处理，喷丸速度为1600r/min，对毛胚喷丸8min。
32.淬火加热：将毛胚输送到加热炉中，加热到800℃以上，并保温1h～2h，将毛胚内部的晶粒全部转化成奥氏体。
33.冷却：将毛胚浸没于常温的矿物油中进行快速降温，使得将毛胚内部的晶粒转化成马氏体。
34.高温回火：将毛胚投入加热炉中，加热至500～650℃后保温，保温1.5h～ 2.5h，使得马氏体转化成回火马氏体。
35.空冷：将毛胚置于空气中，待其自然冷却。
36.最后，将得到的毛胚料从中间切断，在距离毛胚件表面10cm深处的位置取样，对样品进行打磨、抛光以及侵蚀，将得到的样本置于100倍的显微镜下观察，与gb13320-2007中的图片3进行对比。
37.实施例2，本实施例中的一种锻件热处理加工方法，包括以下步骤；
38.锻造，将中碳碳素钢或者合金钢胚料在加热炉中加热至1150℃～1250℃，胚料被
放置于锻造模具中，压力机以500t-1000t的压力对锻造模具进行锻压，使得毛胚锻造成型对应的胚料。在具体实施过程中，压力机一般选用800t的压力，规则的胚料被锻压成具有粗略零件形状的毛胚。
39.喷丸：将经过锻造的毛坯件输送到喷丸机，喷丸机为叶轮式喷丸机，喷丸机分别采用0.4mm的钢丸对毛胚进行喷丸处理，喷丸速度分别为800r/min、 1000r/min、1200r/min、1400r/min、1600r/min、1800r/min或者2000r/min, 对毛胚喷丸8min。
40.淬火加热：将毛胚输送到加热炉中，加热到800℃以上，并保温1h～2h，将毛胚内部的晶粒全部转化成奥氏体。
41.冷却：将毛胚浸没于常温的矿物油中进行快速降温，使得将毛胚内部的晶粒转化成马氏体。
42.高温回火：将毛胚投入加热炉中，加热至500～650℃后保温，保温1.5h～2.5h，使得马氏体转化成回火马氏体。
43.空冷：将毛胚置于空气中，待其自然冷却。
44.最后，将得到的毛胚料从中间切断，在距离毛胚件表面10cm深处的位置取样，对样品进行打磨、抛光以及侵蚀，将得到的样本置于100倍的显微镜下观察，与gb13320-2007中的图片3进行对比。
45.实施例3，本实施例中的一种锻件热处理加工方法，包括以下步骤；
46.锻造，将中碳碳素钢或者合金钢胚料在加热炉中加热至1150℃～1250℃，胚料被放置于锻造模具中，压力机以500t-1000t的压力对锻造模具进行锻压，使得毛胚锻造成型对应的胚料。在具体实施过程中，压力机一般选用800t的压力，规则的胚料被锻压成具有粗略零件形状的毛胚。
47.喷丸：将经过锻造的毛坯件输送到喷丸机，喷丸机为叶轮式喷丸机，喷丸机分别采用0.4mm的钢丸对毛胚进行喷丸处理，喷丸速度分别为1600r/min，对毛胚喷丸2min、4min、6min、8min、10min、12min或者14min。
48.淬火加热：将毛胚输送到加热炉中，加热到800℃以上，并保温1h～2h，将毛胚内部的晶粒全部转化成奥氏体。
49.冷却：将毛胚浸没于常温的矿物油中进行快速降温，使得将毛胚内部的晶粒转化成马氏体。
50.高温回火：将毛胚投入加热炉中，加热至500～650℃后保温，保温1.5h～ 2.5h，使得马氏体转化成回火马氏体。
51.空冷：将毛胚置于空气中，待其自然冷却。
52.最后，将得到的毛胚料从中间切断，在距离毛胚件表面10cm深处的位置取样，对样品进行打磨、抛光以及侵蚀，将得到的样本置于100倍的显微镜下观察，与gb13320-2007中的比较图片3进行对比分析。
53.请参阅图1至图4，在实际试验中，未经喷丸除氧化层处理的毛胚零件在调制处理后，样片的晶粒与e图第5级一致，国标要求的等级为1-4级，未经喷丸处理的毛胚零件达不到国标的标准。
54.请参阅图2，在实施例1中，控制喷丸速度在1600r/min，对毛胚喷丸的时长为8min，采用不同直径的钢丸对毛胚零件进行喷丸，通过试验数据可知，当钢丸直径处于0.2mm以下
时，喷丸的强度不足，难以完全去除毛胚零件表面的氧化层，毛胚零件达不到国标要求。当钢丸直径位于0.4mm至0.5mm之间时，毛胚零件的质量最好，达到2级水平。但是，当继续增大钢丸直径时，毛胚零件的质量会下降，过度喷丸使得毛坯表面形成致密的硬化层，同样会阻碍毛坯的冷却，使得毛坯内部的晶粒无法正常转化。当钢丸超过0.6mm后，毛胚零件的内部质量变成了5级，不再符合国标的要求。
55.请参阅图3，在实施例2中，钢丸的大小为0.4mm,对毛胚喷丸的时长为8min，采用不同直径的钢丸对毛胚零件进行喷丸，通过试验数据可知，当喷丸速度低于1000r/min，喷丸的强度不足，难以完全去除毛胚零件表面的氧化层，使得毛胚零件达不到国标要求。当喷丸速度在1600r/min左右时，毛胚零件的质量最好，达到2级水平。但是，当继续增大喷丸速度时，毛胚零件的质量会下降，过度喷丸使得毛坯表面形成致密的硬化层，同样会阻碍毛坯的冷却，使得毛坯内部的晶粒无法正常转化。当喷丸速度超过1800r/min后，毛胚零件的内部质量变成了5级，不再符合国标的要求。
56.请参阅图4，在实施例3中，钢丸的大小为0.4mm,喷丸速度为1600r/min，采用不同的时长对毛胚零件进行喷丸处理。通过试验数据可知，当喷丸时长低于2min时，喷丸的强度不足，难以完全去除毛胚零件表面的氧化层，影响毛胚零件的热处理，使得毛胚零件达不到国标要求。当喷丸时长在8min左右时，毛胚零件的质量最好，达到2级水平。但是，当继续增长喷丸时长时，毛胚零件的质量会下降，过度喷丸使得毛坯表面形成致密的硬化层，同样会阻碍毛坯的冷却，使得毛坯内部的晶粒无法正常转化。当喷丸时长超过12min后，毛胚零件的内部质量变成了5级，不再符合国标的要求。
57.综上所述，采用直径为0.2mm～0.6mm的钢丸，叶轮式喷丸机的喷丸速度为 1400r/min～1800r/min,对毛胚喷丸4min～12min，基本能够达到除去氧化皮，促进毛坯冷却的目的。优选的，钢丸直径为0.5mm,喷丸速度为1600r/min,喷丸时长为8min时，得到最好的热处理效果。但是，也要注意各个条件之间的组合作用，当喷丸过度时，会使得毛坯表面形成致密的硬化层，同样会阻碍毛坯的冷却，使得毛坯内部的晶粒无法正常转化。
58.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明之内。