一种沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法与流程

本申请属于钢材热处理，具体涉及一种沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法。

背景技术：

1、真空热处理方法具有使热处理工件表面少氧化、少脱碳、光洁度好等优点，是热处理行业长期以来追求的一种金属热加工方式。

2、但是，由于叶轮的结构复杂，在热处理前流道为精加工尺寸，当冷却速度过快时叶轮极易变形，而冷却速度过慢时则不能得到需要的热处理组织，从而达不到要求的综合性能。因此，目前此结构件热处理主要还是依靠厢式电阻炉或预抽真空气体保护炉进行热处理，而该工艺人为因素多、有氧化、光洁度差、尺寸精度不高，力学性能难以保证。

技术实现思路

1、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，即现有的叶轮热处理方式造成叶轮力学性能难以保证、而真空热处理过程中容易造成叶轮变形的问题。

2、鉴于此，本发明提供了一种沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，此方法不仅采用了真空热处理对叶轮进行热处理，还有针对性地对热处理过程中的全部工序进行了量化改进，大幅度降低了叶轮的变形量。

3、具体包括以下技术方案：

4、根据本申请实施例，提供了一种沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，包括真空固溶处理步骤及真空时效处理步骤。

5、所述真空固溶处理步骤包括：将叶轮置于真空炉中，加热至1030～1060℃并保温；以3～10℃/分钟的冷却速度冷却至800～850℃；向炉内通入氮气冷却。所述真空时效处理步骤包括：将经过所述真空固溶处理步骤处理过的所述叶轮置于真空炉中，加热至470～490℃并保温；向炉内通入氮气冷却。

6、进一步的，所述加热至1030～1060℃并保温包括：以1～3℃/分钟的升温速度加热至600～650℃并保温120～180分钟；再以1～3℃/分钟的升温速度加热至820～860℃并保温90～120分钟；再以1～3℃/分钟的升温速度加热至1030～1060℃并保温120～180分钟。

7、进一步的，在所述真空固溶处理步骤中，所述向炉内通入氮气冷却的氮气压力为0.3～0.5mpa。

8、进一步的，所述加热至470～490℃并保温包括：以1～3℃/分钟的升温速度加热至470～490℃并保温600～900分钟。

9、进一步的，在所述真空时效处理步骤中，所述向炉内通入氮气冷却的氮气压力为0.11～0.2mpa。

10、优选的，对于直径400～550mm叶轮的真空固溶处理步骤包括：将所述叶轮置于真空炉中，以1～2℃/分钟的升温速度加热至620～650℃并保温120～150分钟；再以1～2℃/分钟的升温速度加热至840～860℃并保温90～100分钟；再以1～2℃/分钟的升温速度加热至1040～1050℃并保温120～150分钟；然后以3～6℃/分钟的冷却速度冷却至840～850℃；最后向炉内通入0.3～0.4mpa的氮气进行冷却。

11、对于直径400～550mm叶轮的真空时效处理步骤包括：将经过所述真空固溶处理步骤处理过的所述叶轮置于真空炉中，以2～3℃/分钟的升温速度加热至480～490℃并保温600～720分钟；然后向炉内通入0.12～0.15mpa的氮气进行冷却。

12、优选的，对于直径551～700mm叶轮的真空固溶处理步骤包括：将所述叶轮置于真空炉中，以1～2℃/分钟的升温速度加热至620～650℃并保温120～150分钟；再以1～2℃/分钟的升温速度加热至820～840℃并保温100～120分钟；再以1～2℃/分钟的升温速度加热至1040～1050℃并保温150～180分钟；然后以3～6℃/分钟的冷却速度冷却至840～850℃；最后向炉内通入0.3～0.4mpa的氮气进行冷却。

13、对于直径551～700mm叶轮的真空时效处理步骤包括：将经过所述真空固溶处理步骤处理过的所述叶轮置于真空炉中，以2～3℃/分钟的升温速度加热至480～490℃并保温720～840分钟；然后向炉内通入0.12～0.15mpa的氮气进行冷却。

14、进一步的，所述真空炉中的真空度为1.33×10-2～1.33×10-3pa。

15、进一步的，在所述真空固溶处理步骤中，所述向炉内通入氮气冷却之后还包括：冷却至50～60℃出炉；在所述真空时效处理步骤中，所述向炉内通入氮气冷却之后还包括：冷却至50～60℃出炉。

16、进一步的，所述真空热处理方法适用的材料为s520b钢。

17、相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

18、本申请在s520b钢的传统热处理工艺，即固溶处理和时效处理的基础上，对所有的工序进行改进，采用真空热处理的方案。不仅控制真空固溶处理和真空时效处理的升温速度以及分段升温保温过程，有效地控制了真空炉内的炉温均匀性；更重要的是通过在真空固溶处理步骤中，控制冷却速度、冷却温度以及冷却氮气的压力，从而有效地减少了叶轮的变形量。另外，真空热处理自动化程度高，避免因人工操作带来的人为失误，减少了热处理后力学性能由于人为因素造成的不合格，提高了产品的优质品率；同时，真空处理避免了表面氧化，流道内仍旧保持原来的加工粗糙度，表面光洁。

技术特征：

1.一种沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，包括真空固溶处理步骤及真空时效处理步骤；

2.根据权利要求1所述的沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，其特征在于，所述真空热处理方法适用的材料为s520b钢。

技术总结本申请属于钢材热处理技术领域，具体涉及一种沉淀硬化不锈钢叶轮的真空热处理方法，包括真空固溶处理步骤及真空时效处理步骤。将叶轮置于真空炉中，加热至1030～1060℃并保温；以3～10℃/分钟的冷却速度冷却至800～850℃；向炉内通入氮气冷却；将经过上述步骤处理过的叶轮置于真空炉中，加热至470～490℃并保温；向炉内通入氮气冷却。本申请通过在真空固溶处理步骤中，控制冷却速度、冷却温度以及冷却氮气的压力，从而有效地减少了叶轮的变形量。另外，真空热处理自动化程度高，避免因人工操作带来的失误，减少了热处理后力学性能由于人为因素造成的不合格，提高了产品的优品率；同时，真空处理避免了表面氧化，流道内仍旧保持原来的加工粗糙度。技术研发人员：于晃,陈炜,梁辰,伊洪丽,闫帅,包翠敏,曲德毅,邹鹏,郭杨,金伟楠,王海伦,刘业超,牛丹,王思倩,耿延朝,郝建国,朱丽庆受保护的技术使用者：沈阳透平机械股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12