[发明专利]一种消除低碳合金钢盘形零件组织遗传且减小变形的热处理工装及方法

说明书

本发明公开了一种消除低碳合金钢盘形零件组织遗传且减小变形的热处理工装及方法，属于金属热处理技术领域。通过采用简易操作条件，达到细化晶粒，消除组织遗传且减小大尺寸盘形零件变形量的效果。该方法包括以下步骤：零件悬挂装炉→第一次正火→第二次正火→淬火→清洗→零件改装→高温回火，零件装炉和零件改装时分别使用淬火防变形工装和回火校形工装。其中淬火防变形工装包括底盘，吊杆，十字料架，套筒和定位销，目的是实现方法第一步的零件悬挂装炉，从而减小零件热处理过程中发生的翘曲，椭圆，平面锥度，端面跳动等变形。回火校形工装为一圆环状结构，装炉后可将零件托起，在回火过程中利用零件自重进一步校形。

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，特别涉及一种消除低碳合金钢盘形零件组织遗传且减小变形的热处理工装及方法。

背景技术

钢中组织遗传现象是指原始为非平衡组织(马氏体、贝氏体、魏氏组织等)在经过一定的热处理后，所形成新的奥氏体晶粒没有得到细化，而是保留了原始的粗大晶粒现象，当加热前组织较为粗大时，加热后的奥氏体组织较为粗大；当加热前组织较为细小，加热后的奥氏体组织晶粒细小。即组织遗传后的晶粒大小受原始组织的直接影响。在一个钢种的前提下，其组织为贝氏体时比组织为马氏体时更加容易发生组织遗传，魏氏体组织也易发生组织遗传现象，其他组织则不易发生组织遗传。总的来说，当合金钢的组织为非平衡组织时组织遗传现象较为普遍。

研究发现，低碳合金钢尤其是低碳含V合金钢，锻后空冷得到以贝氏体为主的及少量铁素体和珠光体的显微组织，通过多添加微合金化元素，这类钢在很宽的冷却速度范围内都可获得贝氏体组织。究其原因，是贝氏体转变存在形核与长大过程，它是由单相的奥氏体分解为α相和碳化物两相，钢中的C、Cr、Mo等碳化物形成元素提高了碳在刚中的扩散激活能，减慢了先共析铁素体的形核与长大。由于钢中含有V这类强碳化物形成元素，会强烈推迟珠光体转变，使得铁素体-珠光体区的孕育期较长，而贝氏体转变孕育期较短，所以空冷极易得到贝氏体组织，相应的，组织遗传倾向严重。

钢铁零件热处理时，由于淬火过程冷却速度最快，组织转变最剧烈，相应的热应力、组织应力的影响达到最大，产生的变形量也最大。为解决变形问题，必须从控制淬火变形入手。零件热处理常用的设备包括井式炉、淬火油槽、箱式回火炉等，采用常规热处理方法，将盘形零件平铺装炉或利用工装间隔后叠放装炉，进炉淬火，清洗后直接放入回火炉回火，已被事实证明无法满足变形量要求。有厂家为减少零件翘曲，在淬火前将零件两两焊接，回火后再割开，此种方法耗费人力物力，大大降低生产效率。如引入淬火压床，在淬火的同时施加校形力，不但校形效果未知，而且前期投入较高，对技术和管理水平要求高，且只能进行单件热处理，生产效率也会有所下降。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种消除低碳合金钢盘形零件组织遗传且减小变形的热处理工装及方法，该工装及方法相互联系，在不改变原有井式热处理设备的基础上，能够消除低碳合金钢盘形零件组织遗传且减小变形。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种消除低碳合金钢盘形零件组织遗传且减小变形的热处理工装，包括淬火防变形工装和回火校形工装6，其中：淬火防变形工装包括吊杆1、底盘2、定位套筒3、十字料架4和定位销5，所述吊杆1上自上而下依次穿过有若干个十字料架4，所述吊杆1下段安装有底盘2，相邻的十字料架4之间通过安装于吊杆1上的定位套筒3隔开，位于最下端的十字料架4与底盘2之间也通过安装于吊杆1上的定位套筒3隔开，所述十字料架4上设置有若干定位销5，定位销5上装配盘形零件9。

进一步的，所述底盘2和十字料架4均通过其上的中心圆环套装于吊杆1上，所述底盘2包括6根均匀分布于中心圆环四周的支撑杆，每个十字料架4包括4根均匀分布于中心圆环四周的支撑梁，每根支撑梁的上表面设置有若干组等间距的定位销5，位于同一根支撑梁上相邻的两组定位销5之间用于装配盘形零件9。