[发明专利]一种不锈钢薄件真空淬火热处理工艺

说明书

技术领域

本发明用于钢的热处理技术领域，特别是涉及一种不锈钢薄件真空淬火热处理工艺。

背景技术

碳纤维钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。因此，淬火热处理技术在工业生产中被广泛应用。现在市场上很多小型刀具材质采用马氏体型不锈钢（如2Cr13、3Cr13、4Cr13、9Cr18、9Cr18MoV等），淬火采用真空气淬的热处理工艺。此类刀具对变形量要求极高，但由于尺寸很薄，淬火时容易变形，因此淬火时往往采用压夹的方法来减小变形量。真空热处理时工件表面层中某些元素的蒸发，有时是很严重的。Zn、Mg、Mn、Al、Cr等常用的合金元素的蒸气压较高，易蒸发，金属的蒸发，导致邻近的工件表面粘结，淬火后极难拆分，即使勉强拆开也严重影响工件变形量和表面光洁度，甚至于报废。为了解决粘连的问题，现在的普遍的做法是在薄件工件之间撒一层石英粉再采用压夹的淬火方法，这种方法虽然解决了工件之间的粘连问题，但是无法保证工件的变形量，而且在抽真空加热的过程中很容易把石英粉抽到抽真空的设备当中，造成设备的损坏。因此解决不锈钢薄件真空淬火时粘连的热处理工艺一直是热处理领域所迫切期望解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种减小薄件工件变形量，保证工件表面光洁度，淬火后易拆分，提高产品合格率，节约设备维修成本，减轻工人劳动强度，提高生产效率的不锈钢薄件真空淬火热处理工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种不锈钢薄件真空淬火热处理工艺，包括以下步骤：

S10.将工件在500-600℃氧化；

S20.将氧化后的工件叠放于修磨平整的垫板上，在堆叠后的工件顶部表面放置磨平压块；

S30.将垫板上的工件真空淬火后回火。

进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S10中，工件在500-600℃保温时间≥3小时。

进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S30中，将垫板上的工件放入真空气淬炉中，升温至1030℃，保温2小时后，工件在0.4MPa压力下气冷1小时，然后将工件出炉空冷至室温，然后低温回火两次，所述低温回火是将工件加热到180℃保温3小时。

进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S30中，将垫板上的工件放入真空气淬炉中，升温至1050℃，保温2小时后，工件在0.4MPa压力下气冷1小时，然后将工件出炉空冷至室温。

进一步作为本发明技术方案的改进，步骤S30中，将垫板上的工件放入真空气淬炉中，升温至1040℃，保温2小时后，工件在0.4MPa压力下气冷1小时，然后将工件出炉空冷至室温，然后将工件加热至480℃保温4小时。

本发明的有益效果：

1.       采用500-600℃氧化，工件表面形成富Cr的致密氧化物膜，防止在真空加热过程中金属的蒸发，导致邻近的工件表面粘连，氧化的关键在于产生的氧化膜厚度要适当，氧化膜太薄效果较差，氧化膜太厚，在真空加热过程中不能完全去除，影响工件光洁度。

2.       不采用撒石英粉的方法，减小设备损坏，节约维修成本。

3.       将工件叠放于修磨平整的垫板上，表面压适当重量的磨平压块，工件在加热过程中变软，利用压块的重量保证工件的平整度。

4.       采用真空加热还原法，（真空加热有强烈的还原作用，能很好的去除氧化时形成的氧化物）保证工件表面光洁度。

5.       淬火后回火，获得高硬度的同时也获得很好的使用性能。

6.       处理后的工件易拆分，减小工人劳动强度，提高生产效率。

7.       氧化物膜在真空加热时已去除，不用人工去除就可以保证工件表面光洁度。