[发明专利]一种应用脉冲磁场实现石墨化钢石墨固溶的方法

说明书

一种应用脉冲磁场实现石墨化钢石墨固溶的方法，属于钢铁材料加工技术领域。其特征是石墨化钢石墨固溶处理是在外加脉冲磁场作用下实现的。固溶处理时，将石墨化钢在室温下装入加热炉内，待石墨化钢温度升高到550℃时，开始施加脉冲磁场，其磁场强度为10000～30000A/m、磁场频率为20～200Hz，当将石墨化钢温度升至其相变点Ac3以上30～50℃温度范围内时进行保温，其保温时间根据钢材规格确定，即按每毫米1.0～1.5分钟；保温结束后，关闭脉冲磁场电源，取出石墨化钢空冷至室温。利用该方法处理的石墨化钢，组织性能均匀，能够为后续热处理提供良好的预备组织。

技术领域

本发明涉及一种应用脉冲磁场实现石墨化钢石墨固溶的方法，属于钢铁材料加工技术领域。

背景技术

石墨化钢经石墨化处理后，表现出较高的冷成形和切削性能，具有较低的屈强比，能够软化到与低碳钢一样的水平，满足高速切削加工的要求；在固溶处理后，该钢中以石墨形式存在的碳消失，性能增高，屈强比增加，满足机械结构用钢对屈强比的要求。

目前，石墨固溶处理有利用该钢的淬火处理来实现。如IwamotoTakashi.Murakami Toshiyuki在JFE Techn Rep(2004，(4)：64-69)上发表的论文“Bar andWire Steels for Gear and Valve of Automobile(Eco-Friendly Free Cutting Steelwithout Lead Addition)”中，其石墨固溶是在淬火时完成的；再如，专利“提高石墨易切削钢力学性能的热处理方法(申请号/专利号：2012101711410)”中采用亚温淬火+高温回火的方法来提高该钢的性能。上述方法主要是将石墨全部或部分再溶回到钢的基体中，易造成碳在钢基体中的不均匀分布，进而导致组织性能的不均匀。

比较现有石墨固溶方法，同时克服现有处理方法中存在的碳分布不均匀，进而通过固溶后的组织均匀性，本发明提出了在外加脉冲磁场作用下的石墨固溶处理方法。利用该方法处理的石墨化钢，其组织性能均匀，可为后续热处理提高了良好的组织准备。

发明内容

经渗碳体分解石墨化处理后的石墨化钢，其中的石墨可以在一定的热力学条件下(如温度)固溶到该钢的基体中，因此，该钢可以通过热处理来调整其力学性能。显然，石墨固溶到钢基体中的效果会直接影响到后续的热处理效果。为此，本发明基于提高石墨固溶处理后组织均匀角度出发，提出一种应用脉冲磁场实现石墨化钢石墨固溶的方法。

本发明通过以下技术措施实现：

一种应用脉冲磁场实现石墨化钢石墨固溶的方法，其特征在于借助于脉冲磁场技术，对石墨化钢进行石墨固溶处理。其中，石墨化钢石墨固溶处理的方法是将石墨化钢在室温下装入加热炉内，待石墨化钢温度升高到550℃时，开始施加脉冲磁场，其磁场强度为10000～30000A/m、磁场频率为20～200Hz；当将石墨化钢温度升至其相变点Ac3以上30～50℃温度范围内时进行保温，其保温时间根据钢材规格确定，即按厚度或直径每毫米1.0～1.5分钟计；保温结束后，关闭脉冲磁场电源，取出石墨化钢空冷至室温。该方法主要是对C含量为0.20～0.77％、Si含量为0.10～1.60％、Mn含量为0.50～1.60％、P含量≤0.020％、S含量≤0.020％、Al含量为0.02～0.25％、B含量为0.0002～0.0060％、N含量为0.002～0.010％、其余含量为Fe的石墨化钢来进行。

本发明的有益效果：

利用该方法处理的石墨化钢，其组织性能均匀，能够为后续热处理提供良好的预备组织。

具体实施方式

现将本发明的实施例具体叙述于后。

以下结合实施例对本发明的技术方案做进一步描述。实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。

实施例1