[发明专利]一种合金钢锻件的制造方法和热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金钢锻件，特别涉及一种合金钢锻件的制造方法和热处理方法。

背景技术

大型矿用挖掘机中常常会应用合金钢锻件，特别是40CrNi2Mo锻件。40CrNi2Mo钢是典型的Cr-Ni系中碳合金钢，由于具有高强度、高淬透性、综合力学性能好等优点而被广泛应用，常用于制造如泵轴、压气机轴、曲轴、连杆等承受冲击及循环载荷的大型重要零件。

在实际生产中发现，经过传统热处理工艺得到的40CrNi2Mo钢的性能有时不稳定，会出现力学性能达不到要求的现象，普遍存在冲击韧性低、强度不高等问题。为解决这些问题，通常会采取重复热处理以获得符合要求的机械性能，但这样往往会增加生产成本，延长交货期，此外会对重复热处理仍达不到性能要求的40CrNi2Mo锻件采取报废处理，造成巨大的损失。

因此，需要一种改进的热处理工艺，有效地改善合金钢锻件的力学性能，降低生产成本。

发明内容

针对上述问题，发明人经过长期的深入研究，通过改变淬火时的冷却方式，经过一次热处理即可使锻件获得符合要求的机械性能。

一方面，本发明提供一种合金钢锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(a)淬火：将所述锻件加热、保温，然后将所述锻件先放入水中冷却，再放入油中继续冷却；

(b)回火：将所述锻件加热、保温，然后将所述锻件在空气中冷却。

在本发明的热处理方法的一个实施方式中，所述锻件在水中冷却的时间为3-4分钟，在油中冷却的时间为70-80分钟。

在本发明的热处理方法的另一个实施方式中，所述淬火中加热的温度为840-850℃，保温时间为3-4小时。

在本发明的热处理方法的另一个实施方式中，所述回火中加热的温度为570-580℃，保温时间为12-14小时。

在本发明的热处理方法的另一个实施方式中，所述淬火中将所述锻件加热至640-660℃，保温2-3小时，之后再加热至840-850℃，保温3-4小时。

在本发明的热处理方法的另一个实施方式中，所述锻件为40CrNi2Mo锻件。

另一方面，本发明还提供一种合金钢锻件的制造方法，包括对钢锭进行锻造处理，得到锻造后的锻件，以及利用前述热处理方法对所述锻件进行热处理，其中所述锻造处理包括以下步骤：

(a)对所述钢锭进行压把、倒棱和错底处理；

(b)对所述钢锭进行镦粗、拔长和号印处理。

在本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述锻造处理的温度为850-1200℃。

在本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述倒棱处理的压下量为30-40mm，所述锻造处理的总锻比为4-6，所述拔长处理的压下量为13-19%。

在本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述锻件为40CrNi2Mo锻件。

通过本发明的热处理方法和制造方法得到的合金钢锻件，机械性能一次性合格率高，减少了锻件的重复热处理，避免了燃气的浪费和产品的报废，降低了生产成本。

附图说明

图1为根据本发明热处理方法一个实施方式的热处理曲线图；

图2A为根据本发明制造方法一个实施方式的钢锭变形示意图；

图2B为根据本发明制造方法一个实施方式的钢锭变形示意图；

图2C为根据本发明制造方法一个实施方式的钢锭变形示意图；

图2D为根据本发明制造方法一个实施方式的钢锭变形示意图。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。本发明的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本发明。

图1示出了本发明的热处理方法的一个优选实施方式，热处理方法包括以下步骤：(a)淬火：将锻件加热、保温，然后将锻件先放入水中冷却，再放入油中继续冷却；(b)回火：将锻件加热、保温，然后将锻件在空气中冷却。

将钢加热到临界点以上一定温度，保温一定时间，然后以适当的速度冷却获得马氏体或马氏体加贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。淬火的目的是在工件截面上获得所需的马氏体或下贝氏体组织，提高强度、硬度和耐磨性。为此，应首先将钢加热到临界点以上的温度范围并在该温度下停留必要的时间使锻件奥氏体化，然后在大于临界点冷却速度的条件下冷却，这样才能使奥氏体不发生铁素体和珠光体转变，冷到Ms点以下时奥氏体转变为马氏体。