[发明专利]60Si2Mn钢摩擦焊后的热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢材的热处理方法，特别是涉及60Si2Mn钢摩擦焊后的热处理方法。

背景技术

60Si2Mn钢是我国应用较为普遍的硅锰系合金弹簧材料，具有高的屈服极限、高的屈强比、冷变形塑性低、切削性好等的优点，广泛应用于制造汽车、拖拉机和铁路车辆上的螺旋弹簧、板弹簧及其他高应力下工作的重要弹簧。摩擦焊是一种先进焊接工艺方法，具有高效、环保、焊接质量高、成本低等优点，广泛应用于机械制造行业。采用摩擦焊焊接取代原毛坯尾部内孔冲压可以解决在冲拔过程中存在的尾短和弯曲现象，成品率高，但会存在由于焊接流线和金属夹杂物沿焊合面分布而导致焊合面附近综合力学性能差的问题。为了提高60Si2Mn钢摩擦焊焊后综合力学性能，需要进行一定的热处理，以保证焊接接头力学性能满足产品技术指标要求。众所周知，同一钢种、相同的化学成分采用不同的热处理工艺，其力学性能基本不同。最佳的热处理工艺能充分发挥材料潜在的材质作用，从而提高机械产品的质量。目前，国内对60Si2Mn钢摩擦焊后的热处理工艺研究较少，如采用普通的淬火+回火热处理工艺，以及正火+淬火+回火热处理工艺（正火：900℃×60min，空冷+淬火：900℃×60min，油冷+回火：540℃×100min），但经过现有热处理工艺处理的产品存在抗拉强度低，使用寿命短的缺陷。因此，需要探索新的热处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种60Si2Mn钢摩擦焊后的热处理方法，提高摩擦焊接后60Si2Mn钢的综合力学性能，延长使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供了一种60Si2Mn钢摩擦焊后的热处理方法，包括以下步骤：

将摩擦焊后的60Si2Mn钢随炉加热至880-890℃，保温30-40min后出炉空冷至室温；

然后加热到820-830℃，保温40-50min后在油中进行淬火处理；

冷却至室温后再加热到500-520℃进行回火处理。

优选以5-10℃/min的加热速率将摩擦焊后的60Si2Mn钢随炉加热至880-890℃。

回火处理的时间优选为110-120min。

本发明采用改进的正火+淬火+回火热处理工艺，能更好地提高60Si2Mn钢摩擦焊后的综合力学性能。与现有的正火+淬火+回火热处理工艺相比，采用上述热处理工艺的得到的样品的拉伸强度和屈服强度能得到显著提高。

具体实施方式

下面通过具体实施例阐述本发明的内容。本领域技术人员可以理解，以下举例示出的仅用于解释本发明而非用于对其作出任何限制。

实施例1

将摩擦焊后的60Si2Mn钢随炉以5℃/min的加热速率加热至880℃，保温30min后出炉空冷至室温；然后加热到820℃，保温40min后在油中进行淬火处理；冷却至室温后再加热到500℃进行回火处理，回火处理的时间为110min。

实施例2

将摩擦焊后的60Si2Mn钢随炉以10℃/min的加热速率加热至890℃，保温40min后出炉空冷至室温；然后加热到830℃，保温50min后在油中进行淬火处理；冷却至室温后再加热到520℃进行回火处理，回火处理的时间为120min。

实施例3

将摩擦焊后的60Si2Mn钢随炉以7℃/min的加热速率加热至885℃，保温35min后出炉空冷至室温；然后加热到825℃，保温45min后在油中进行淬火处理；冷却至室温后再加热到515℃进行回火处理，回火处理的时间为115min。

实施例4

将摩擦焊后的60Si2Mn钢随炉以8℃/min的加热速率加热至880℃，保温30min后出炉空冷至室温；然后加热到820℃，保温45min后在油中进行淬火处理；冷却至室温后再加热到510℃进行回火处理，回火处理的时间为120min。

对比例

将摩擦焊后的60Si2Mn钢随炉以8℃/min的加热速率加热至900℃，保温35min后出炉空冷至室温；然后加热到900℃，保温45min后在油中进行淬火处理；冷却至室温后再加热到540℃进行回火处理，回火处理的时间为100min。

表1给出了60Si2Mn摩擦焊后采用不同热处理工艺得到样品的物理性能的测试结果。与对比例相比，采用本发明的热处理工艺得到的样品具有更好的力学性能。其中，抗拉强度从1090MPa提高到1300Mpa以上，提高了18％以上。抗弯强度、屈服强度、延伸率以及硬度均有不同程度的提高，各项指标均优于对比样品。