[發明專利]低碳多元素合金鋼熱處理工藝

無效

• 申請號: 201010215972.4
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN101886165A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 寧云龍;楊建勇;王順發
• 申請（專利權）人: 鎮江大力液壓馬達有限責任公司
• 主分類號: C21D9/32
• 分類號: C21D9/32;C21D1/74;C23C8/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種合金鋼熱處理工藝，尤其是一種低碳多元素合金鋼熱處理工藝，屬于鋼鐵化學熱加工技術領域。

背景技術

低碳多元素合金鋼是十分常用的軸類、盤類和齒類零件材料，其具有切削性能好，易于通過鋼鐵化學熱加工技術對其進行性能改善，滿足很多工況的使用。對于一般的非復雜零件的加工，如非加工面變形大對應用沒有顯著影響，變形大在后續的金加工中可以消除，可以通過普通的井式爐整體滲碳淬火來進行相關的熱處理加工，而對于精度相對高一些的零件的加工，可以通過自動化多用爐生產線的普通工藝來進行解決，但對于液壓傳動技術領域內的馬達、泵之類的具有內齒和外齒零件的加工，則具有很大的困難，這類零件的齒類特征不再進行精密加工。尤其是同時具有薄壁類或孔閥類零件的加工。在這類產品的生產與制造中均遇到這些難題，這些難題一直困擾生產企業。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：液壓傳動技術領域內的馬達、泵之類的內齒或外齒零件的齒形的最終工序為熱處理，變形大且難以控制，以及局部硬度的調整工藝。在改進原有的井式爐熱處理方法，采用自動化多用爐生產線的工藝前提下，提出一種在現有工藝條件下尋求一種減小變形和變形在適當范圍內可控的工藝方法，從而滿足大批量生產的使用需求。

在上述認識基礎上，申請人提出了本發明低碳多元素合金鋼熱處理工藝的技術方案，改進原有的井式爐整體滲碳淬火，采用自動化多用爐生產線的工藝，運用正交實驗法獲得最佳控制變形的工藝參數，獲取保證可控的微小變形的齒類零件的加工。

本發明通過正交實驗法，確定了最佳控制變形的工藝參數為：870℃強滲4.6～5.2小時，擴散0.95～1.1小時，降溫至850℃保溫0.52～0.58小時，油冷，200℃保溫1.8～2.3小時，在熱處理過程中采用可控氣氛多用爐生產線。

另外，本發明為薄壁件需要加工環槽類，或不需要硬度的孔類、尤其閥孔，提供了一種加工方法，申請人進一步采取了以下一系列關聯舉措：增加局部高頻退火的工藝，高頻設備輸出電流最大值715～745安，加熱時間2秒，保溫時間3.8～4.1秒，局部高頻退火后，薄壁件局部機加工，孔類、尤其閥孔可以繼續加工以保證密封可靠性。

本發明方案能夠有利于減少變形，并可符合薄壁零件的保護性淬火工藝，降低了成本以及提高了薄壁強度和可靠性。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

圖1為本發明一個實施例的結構示意圖。

具體實施方式

實施例一

20CrMnTi軸是一種常用的低碳多元素合金鋼，常應用于液壓件的承受扭矩的零件，其內花鍵尺寸精度、表面硬度要求均較高，心部要求足夠的剛性。

液壓元件類應用的低碳多元素合金鋼的零件一般為批量化或大批量化，適合于應用自動化熱加工設備，本發明在解決現實公司難題的需求上應用自動化多用爐生產線，采用正交實驗法，獲得了最佳控制變形的工藝參數，同時發現了較佳的薄壁或閥孔零件的保護性退火工藝。

正交實驗法，確定了一個較佳范圍控制變形的工藝參數：870℃強滲4.6～5.2小時，擴散0.95～1.1小時，降溫至850℃保溫0.52～0.58小時，油冷，200℃保溫1.8～2.3小時，在熱處理過程中采用可控氣氛多用爐生產線，采用傳感器不斷的監視與控制碳含量。

低碳多元素合金鋼如20CrMnTi鋼軸可控熱處理工藝為：使用可控氣氛多用爐生產線870℃強滲5.1小時，擴散1h，降溫至850℃保溫0.55小時，油冷，200℃保溫2.2小時。經過熱加工的內花鍵變形量從0.06mm～0.07mm減少至0.01mm～0.03mm；齒型薄落處硬度提高至58～63HRC。

另外，對于薄壁或閥孔零件，采用保護性退火工藝，局部高頻退火，工藝參數為，高頻設備輸出電流最大值715～745安，加熱時間2.1秒，保溫時間3.8秒，高頻退火后局部繼續機械加工。所述熱處理工藝可適用于同一本體不同局部硬度要求不同的零件。所述熱處理工藝可適用于零件類型廣泛，特別是形狀復雜，淬火后尚需進行機加工的零件。

本發明可控熱處理工藝最終所得金相組織表層為回火馬氏體+少量殘余奧氏體+極少碳氮化合物，心部為低碳回火馬氏體。

本工藝可以有效的降低了內花鍵的變形量，改善低碳多元素合金鋼的零件的性能，以保證該零件使用壽命達到技術要求，同時還可以針對于薄壁或閥孔零件的補充加工。

除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，如零件的其他結構，材料為30CrMnTi等低碳合金鋼等。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。