一種大截面軸類鍛件熱處理方法
【專利摘要】一種大截面軸類鍛件熱處理方法。其包括將鍛件以4～7℃/分鐘升溫速度進行正火，在910～930℃溫度下保溫，以60～70℃/分鐘降溫速度風冷至500～600℃，以5～10℃/分鐘降溫速度風冷至150℃以下；以4～7℃/分鐘升溫速度進行淬火，860～880℃溫度下保溫，之后淬火，以100～150℃/分鐘降溫速度快速冷卻至150℃以下，放入常用油冷卻系統(tǒng)進行冷卻；以4～7℃/分鐘升溫速度進行回火，在640～660℃的溫度下保溫，以5～10℃/分鐘降溫速度風冷至可操作溫度。本發(fā)明方法可使大截面軸類鍛件獲得良好的金相組織，并擁有較高的強度和韌性，尤其是可以使大截面軸類鍛件的心部組織得到細化，使得其心部和表層組織具有相同的金相組織以及力學性能。
【專利說明】
一種大截面軸類鍛件熱處理方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于熱處理技術領域，特別是涉及一種大截面軸類鍛件熱處理方法。
【背景技術】
[0002]目前，國內對于諸如軌道車輛車軸等大截面軸類鍛件的鍛后熱處理基本都是采用兩次正火加回火工藝或者調質工藝。
[0003]其中正火工藝的風冷過程主要采用大流量低風壓且風向沿工件軸向流動的風向布局，這種布局的缺點是不能滿足快速冷卻、均勻冷卻的工藝要求。同時，公知的風冷室無法調節(jié)冷卻速度，由于空氣的比熱容會隨著溫度、濕度的變化而產生較大的變化，因此，不能滿足更加精細更高標準的高鐵動車、地鐵及重載貨車車軸的技術要求。
[0004]以往大截面軸類鍛件的淬火通常采用普通水作為介質，這樣很容易會因高溫工件將水汽化而產生汽膜，最終達不到應有的冷卻速度，因此無法在鍛件上距離工件表面65-75mm的心部形成致密的馬氏體或下貝氏體。同時由于汽膜的不規(guī)則性，使得工件表面組織無法均勾一致。
[0005]隨著鍛件尺寸的增大以及對性能要求的提高，工件心部組織和機械性能對整體性能的影響越來越大，傳統(tǒng)的熱處理工藝已逐漸無法滿足對工件心部組織和機械性能的要求，而且往往得到的產品心部性能和表層性能相差懸殊。

【發(fā)明內容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可以批量均勻一致地細化大截面軸類鍛件心部組織、提高心部機械性能的大截面軸類鍛件熱處理方法。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供的大截面軸類鍛件熱處理方法包括按順序進行的下列步驟:
[0008]I)將大截面軸類鍛件以4?7°C/分鐘的升溫速度進行正火處理，然后在910?930°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后以50?70°C/分鐘的降溫速度風冷至500?600°C，然后以5?1 °C /分鐘的降溫速度風冷至150 °C以下；
[0009]2)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述正火處理后的大截面軸類鍛件進行淬火處理，然后在860?880°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后利用淬火介質進行淬火，控制淬火攪拌烈度以100?150 °C/分鐘的降溫速度快速冷卻至150 °C以下，最后放入常用的油冷卻系統(tǒng)進行冷卻；
[0010]3)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述淬火處理后的大截面軸類鍛件進行回火處理，然后在640?660 °C的溫度下保溫340?380分鐘，之后以5?10 °C/分鐘的降溫速度風冷至可操作溫度。
[0011 ] 2、根據權利要求1所述的大截面軸類鍛件熱處理方法，其特征在于:在步驟2)中，所述的淬火介質為普通軟化水。
[0012]本發(fā)明提供的大截面軸類鍛件熱處理方法可以使大截面軸類鍛件獲得良好的金相組織，并擁有較高的強度和韌性，尤其是可以使大截面軸類鍛件的心部組織得到細化，使得其心部和表層組織具有相同的金相組織以及力學性能。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明提供的大截面軸類鍛件熱處理方法工藝曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的大截面軸類鍛件熱處理方法進行詳細說明。
[0015]本發(fā)明提供的大截面軸類鍛件熱處理方法包括按順序進行的下列步驟:
[0016]I)將大截面軸類鍛件以4?7°C/分鐘的升溫速度進行正火處理，然后在910?930°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后以60?70°C/分鐘的降溫速度風冷至500?600°C，然后以5?10°C/分鐘的降溫速度風冷至150°C以下；此步驟可采用公知的加熱設備對鍛件進行正火處理和保溫，之后采用分級可控噴流式風冷方式進行冷卻，比如可采用高壓風機將冷空氣打入角型靜壓箱，通過狹縫將冷風均勻地噴在鍛件表面，熱風從反角型外風箱中被引風機有序引出車間，依靠對正火冷卻速度的分級控制，一方面可消除鍛件鍛造后遺留的粗大和不均勻組織，另一方面細化晶粒；同時，分級冷卻中前段急冷的目的是為了提高鍛件心部的冷卻速度，使心部組織和表層組織一致性增強，從而允許大型鍛件下一步進行快速淬火而不會產生過大的內應力，結果造成變形或開裂;后段是緩冷過程，目的是使心部溫度與表面溫度趨于一致，達到均勻組織的目的。
[0017]2)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述正火處理后的大截面軸類鍛件進行淬火處理，然后在860?880°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后利用普通軟化水進行淬火，控制淬火攪拌烈度以100?150 0C /分鐘的降溫速度快速冷卻至150 °C以下，最后放入常用的油冷卻系統(tǒng)進行冷卻;此步驟可采用公知的加熱設備對鍛件進行淬火處理和保溫，之后以普通軟化水作為淬火介質采用液下噴流水淬方式進行淬火，依靠調節(jié)噴吹攪拌的強度來調整淬火冷卻速度，從而快速降低表面及心部溫度，獲得細密的金相組織，一般為馬氏體和下貝氏體。此過程需要嚴格控制冷卻速度，避免過大的淬火應力造成心部開裂等缺陷。同時，使工件心部獲得足夠的冷速，提高心部組織和表層組織的一致性。與公知的淬火液攪拌方式不同的是，冷卻水在水下快速經過鍛件表面，溫度還未升高到汽化溫度即被有序地帶走，從而避免了汽化膜給淬火過程帶來的不良影響。同時，冷卻速度可通過變頻器自動調節(jié)。
[0018]3)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述淬火處理后的大截面軸類鍛件進行回火處理，然后在640?660 °C的溫度下保溫340?380分鐘，之后以5?10 °C/分鐘的降溫速度風冷至可操作溫度。此步驟可采用公知的加熱設備對鍛件進行回火處理和保溫，之后采用分級可控噴流式風冷方式進行冷卻，以使鍛件能夠獲得所需的硬度、韌性等機械性能。比如可采用高壓風機將冷空氣打入角型靜壓箱，通過狹縫將冷風均勻地噴在鍛件表面，熱風從反角型外風箱中被引風機有序引出車間，以確保鍛件快速、均勻地被冷卻。
[0019]本發(fā)明提供的大截面軸類鍛件熱處理方法工藝曲線示意圖如圖1所示。
【主權項】
1.一種大截面軸類鍛件熱處理方法，其特征在于:所述的大截面軸類鍛件熱處理方法包括按順序進行的下列步驟: 1)將大截面軸類鍛件以4?7°C/分鐘的升溫速度進行正火處理，然后在910?930°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后以50?70 °C/分鐘的降溫速度風冷至500?600 °C，然后以5?1 °C /分鐘的降溫速度風冷至150 °C以下； 2)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述正火處理后的大截面軸類鍛件進行淬火處理，然后在860?880°C的溫度下保溫220?260分鐘，之后利用淬火介質進行淬火，控制淬火攪拌烈度以100?150 °C /分鐘的降溫速度快速冷卻至150 °C以下，最后放入常用的油冷卻系統(tǒng)進行冷卻； 3)以4?7°C/分鐘的升溫速度將上述淬火處理后的大截面軸類鍛件進行回火處理，然后在640?660 °C的溫度下保溫340?380分鐘，之后以5?10°C/分鐘的降溫速度風冷至可操作溫度。2.根據權利要求1所述的大截面軸類鍛件熱處理方法，其特征在于:在步驟2)中，所述的淬火介質為普通軟化水。
【文檔編號】C21D1/28GK105886736SQ201511000151
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年12月25日
【發(fā)明人】隋軼
【申請人】天津鼎元熱工工程有限公司