[发明专利]一种钢材冷挤压工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材冷挤压工艺，属于冷挤压处理技术领域。

背景技术

冷挤压是将金属毛坯置于模具腔内，在室温下，通过压力机向模具腔内的金属毛坯施加压力，使毛坯产生塑性变形而制得构件的工艺。目前，对于低碳钢、中碳钢、轴承钢、高速钢、低合金钢和不锈钢等材质的钢材毛坯，均可采用冷挤压工艺处理成型。如中国专利文献CN103173599A公开了一种高精度、高强度钢材料的冷挤压方法，将热轧低合金结构钢管进行正火处理、酸洗、清洗中和、磷化、皂化、冷挤压和去应力处理等工艺过程后，得到机械性能和尺寸精度较原始材料明显提高的钢管。

但是，上述冷挤压后得到的钢管材质均匀性较差，导致后续去应力处理仍使钢材残余大量应力，从而导致所得钢材的强度较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中冷挤压后钢管的材质均匀性差，导致钢材中的残余应力无法去除，钢材强度低；进而提出一种所得钢材质地均匀、残余应力少、强度高的钢材冷挤压工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种钢材冷挤压工艺，包括，

(1)将低合金钢锯成坯料；

(2)将所述坯料置于高温电炉中进行退火处理，加热至950-1000℃保温6-9h，通过4-7h降至650-800℃后保温9-15h，之后自然冷却至室温；

(3)对退火处理后坯料的表面进行机加工；

(4)将机加工后的坯料进行除油、磷化、皂化，并进行清洗；

(5)将清洗后的坯料置于模具包套中密封后，采用液压机进行冷挤压；

(6)将装有坯料的密封模具包套取出，置于热等静压中处理，压力为100-150MPa，温度为750-900℃，处理时间30min，得到半成品；

(7)将半成品从模具包套内取出装入加热室中，抽真空后通入氮气和一氧化碳的混合气体，加热至650-750℃进行3h的渗碳氮处理，气体压力为0.2MPa，混合气体中氮气和一氧化碳的体积比为4:6；

(8)将渗碳氮处理后的半成品在表面均化剂中浸渍2h，以重量份计，所述表面均化剂由80份的基础油、15份的磷酸酯、30份的硫化脂肪酸酯、2份的十二烯基丁二酸、0.1份的丁二酰亚胺、0.005份的丁基二苯胺和3份的2,6-二叔丁基对甲酚组成；

(9)取出表面均化剂中的半成品进行激光相变硬化处理，激光加热温度为900-1200℃，时间为20-30s；

(10)对处理后的半成品采用抛丸清理机进行处理，去除表面氧化膜；

(11)对抛丸后的半成品进行回火处理，回火温度为180-350℃，之后自然冷却至室温；

(12)将回火后的半成品进行精车处理即可。

步骤(4)中，所述清洗包括酸洗和中和清洗过程。

步骤(5)中，冷挤压的压力为150-300MPa，冷挤压的时间为1h。

步骤(8)中，将半成品浸渍在30-50℃的表面均化剂中。

步骤(9)中，激光能量为103-105W。

本发明与现有技术方案相比具有以下有益效果：

(1)本发明所述钢材冷挤压工艺，所述钢材料经锯料、退火、机加工、除油、磷化、皂化、清洗、冷挤压、热等静压、渗碳氮、表面均化、激光相变硬化、抛丸、回火、精车处理后，得到的钢材质地均匀、残余应力少，从而得到了高强度的钢材；避免了现有技术中钢管材质均匀性较差，后续去应力处理使钢材残余大量应力，导致所得钢材的强度较差的问题。

具体实施方式

实施例1

本发明所述钢材冷挤压工艺，包括，

(1)将低合金钢锯成坯料；

(2)将所述坯料置于高温电炉中进行退火处理，加热至950-1000℃保温9h，通过6-7h降至650-700℃后保温9-10h，之后自然冷却至室温；

(3)对退火处理后坯料的表面进行机加工；

(4)将机加工后的坯料进行除油、磷化、皂化，并进行清洗；

(5)将清洗后的坯料置于模具包套中密封后，采用液压机进行冷挤压，压力为150MPa，冷挤压时间为1h；

(6)将装有坯料的密封模具包套取出，置于热等静压中处理，压力为100-150MPa，温度为750-900℃，处理时间30min，得到半成品；

(7)将半成品从模具包套内取出装入加热室中，抽真空后通入氮气和一氧化碳的混合气体，加热至650-750℃进行3h的渗碳氮处理，气体压力为0.2MPa，混合气体中氮气和一氧化碳的体积比为4:6；