[發(fā)明專(zhuān)利]一種提高50CrVA彈簧鋼淬透厚度的淬火液及淬火工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210111019.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102605150A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟憲蕓;高偉;趙明;王治寶;秦立富;李珩;劉延峰;陳剛;周謀利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東雷帕得彈簧有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21D1/60
• 分類(lèi)號(hào): C21D1/60;C21D1/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于普通50CrVA彈簧鋼熱處理淬火工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高50CrVA彈簧鋼淬透厚度的淬火液及淬火工藝。

背景技術(shù)

目前，普通中碳低合金彈簧鋼，因其合金含量低、材料成本低，因而被廣泛大量的使用。其中50CrVA彈簧鋼，屬于Cr-V系彈簧鋼，因其本身具有良好的抗脫碳能力及防止奧氏體晶粒粗化能力，且經(jīng)過(guò)熱處理后具有較高彈性極限、強(qiáng)度極限以及良好塑性，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)鋼板彈簧制造。隨著國(guó)內(nèi)重型載貨汽車(chē)載重量由過(guò)去的4t提高到現(xiàn)在的40t以上，50CrVA鋼應(yīng)用于汽車(chē)鋼板彈簧時(shí)，對(duì)其使用截面厚度要求也由8mm提高到24mm及其以上。

50CrVA彈簧鋼在加工使用前需要經(jīng)過(guò)淬火處理，即將鋼材加熱到臨界溫度以上，保溫一段時(shí)間使組織奧氏體化后，以大于臨界冷卻速度的冷速進(jìn)行冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)化為馬氏體，從而提高鋼的硬度、耐磨性、韌性及彈性等其他各項(xiàng)組織性能的加工工藝。

彈簧鋼在淬火時(shí)往往遇到兩種情況：一種是工件從表面到中心都獲得馬氏體組織，同桿具有高硬度，稱(chēng)之為“淬透”；另一種是工件表層獲得馬氏體組織，具有高硬度，而心部則是非馬氏體組織，其硬度偏低，稱(chēng)為“未淬透”。只有當(dāng)工件淬透了，其表里的性能才能均勻一致，可以充分發(fā)揮鋼材的機(jī)械性能潛力；如果未淬透，則表里性能存在差異，嚴(yán)重影響彈簧的性能質(zhì)量。有兩種方法可以提高鋼材的淬透厚度：一種是提高鋼材的合金元素含量，從而改善材料的淬透性，但提高了材料成本；另一種方法是提高淬火冷卻速度來(lái)達(dá)到提高淬透厚度的目的，這是目前業(yè)內(nèi)人士所追求的較為合理有效的方法，但也容易帶來(lái)淬火開(kāi)裂的危險(xiǎn)。

50CrVA鋼傳統(tǒng)熱處理過(guò)程中，使用淬火介質(zhì)為普通淬火油，其油淬火臨界淬火板厚為24mm。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)熱處理50CrVA材料鋼板彈簧大量斷裂失效分析及對(duì)其生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝質(zhì)量研究后發(fā)現(xiàn)，截面厚度接近或大于油淬火臨界淬火板厚時(shí)，存在無(wú)法正常淬火現(xiàn)象，嚴(yán)重影響材料的力學(xué)性能及鋼板彈簧的疲勞壽命。并且這種傳統(tǒng)的油介質(zhì)淬火方式，冷卻速度低而淬透厚度也很低，，油耗大，加工車(chē)間的作業(yè)環(huán)境惡劣，且操作稍有不慎即會(huì)引發(fā)火災(zāi)隱患，還不利于節(jié)能環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高50CrVA彈簧鋼淬透厚度的淬火液及淬火工藝，有效提高50CrVA彈簧鋼的淬透厚度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種提高50CrVA彈簧鋼淬透厚度的淬火液，包括溶質(zhì)和溶劑，其特征在于溶質(zhì)為有機(jī)聚合物水溶性淬火介質(zhì)，溶劑為液態(tài)水；淬火液的濃度為10％-20％。

本發(fā)明所述的一種提高50CrVA彈簧鋼淬透厚度的淬火液，其特征在于有機(jī)聚合物水溶性淬火介質(zhì)的具體成分及各種成分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：

氯化鈉????????????1％-1.5％；

氫氧化鉀??????????1％-1.5％；

咪唑啉油鹽酸??????0.5％-1.5％；

苯甲酸鈉??????????0.05％-0.1％；

三乙醇胺??????????0.05％-0.1％；

太古油????????????0.1％-0.15％；

其余為：聚烷撐乙二醇。

淬火液的最大冷卻速度120～160℃/s。

淬火液的溶液溫度20～40℃。

本發(fā)明提供一種提高50CrVA彈簧鋼淬透厚度的淬火工藝，其特征在于將50CrVA彈簧鋼加熱到900±10℃，淬火加熱保溫時(shí)間為10～30分鐘，將50CrVA彈簧鋼放入淬火液中，經(jīng)過(guò)蒸汽膜階段、沸騰階段和對(duì)流階段后完成淬火；其中蒸汽膜爆裂時(shí)間4～10秒；然后按480±5℃，保溫120分鐘，水冷回火。

50CrVA彈簧鋼的淬火硬度不小于54HRC，馬氏體組織百分比不小于90％，淬透厚度不小于25mm。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明所采用的有機(jī)聚合物水溶性淬火液，是由一種由液態(tài)的有機(jī)聚合物和腐蝕抑制劑組成的水溶性溶液。有機(jī)聚合物完全溶于水，形成清亮、均質(zhì)的溶液。通過(guò)使用本發(fā)明所述的淬火液及淬火工藝得到的50CrVA彈簧鋼，淬透厚度達(dá)25mm，淬火硬度不小于54HRC，馬氏體組織≥90％(面積百分比)，極大的提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

2、本發(fā)明的淬火工藝將50CrVA彈簧鋼的淬透厚度從16mm提高到25mm，與常規(guī)熱處理相比，淬透厚度幅度提高56％，避免了大量合金資源的消耗，保護(hù)了自然資源。