[發(fā)明專利]一種具有高韌性復(fù)相組織分布的釬具鋼XGQ25的等溫淬火工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610210462.5
• 申請(qǐng)日: 2016-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN105695679B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雅政;蔣波;周樂育;張朝磊;黃斌;陳列;王磊英;王國存;趙海東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C21D1/20
• 分類號(hào): C21D1/20;C23C8/22
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，是一種釬具用材料XGQ25鋼，具體涉及一種具有高韌性復(fù)相組織分布的釬具鋼XGQ25的等溫淬火工藝。

背景技術(shù)

鑿巖釬具產(chǎn)品是目前所有鋼鐵機(jī)具中受力狀況最惡劣、使用壽命最短、技術(shù)含量很高、基礎(chǔ)工業(yè)必備的消耗性工具之一。與國際先進(jìn)釬具鋼相比，我國釬鋼的鋼種成分設(shè)計(jì)基本相同，但制成的釬具產(chǎn)品使用壽命和質(zhì)量相差較大。

釬具的質(zhì)量和使用壽命是由其組織結(jié)構(gòu)所決定的，而釬具鋼的組織結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝控制結(jié)果，與冶煉、軋制、鍛造、熱處理以及機(jī)加工等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)密切相關(guān)。通過與國外優(yōu)質(zhì)釬具產(chǎn)品的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，就所有工序而言，滲碳和后續(xù)熱處理工藝是保證釬具滲碳層和基體之間合理的組織過渡以實(shí)現(xiàn)疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性的良好匹配，從而提高釬具使用壽命最為重要的工序。國外優(yōu)質(zhì)釬具，如日本釬頭、韓國釬頭、阿特拉斯釬尾等，過渡區(qū)域均為下貝氏體+馬氏體組織；國產(chǎn)釬具，如低碳Cr-Ni-Mo鋼釬尾等，過渡區(qū)域均為馬氏體組織。下貝氏體+馬氏體的復(fù)相組織相較于單一的馬氏體組織具有更優(yōu)良的強(qiáng)韌性匹配，在滲碳層外表面和基體之間形成了更好的組織過渡，這是造成國內(nèi)外釬具質(zhì)量存在差異的主要原因之一。目前國內(nèi)的熱處理制度一般采用油淬、空冷、等溫鹽浴淬火等方式，這些熱處理方式無法實(shí)現(xiàn)釬具表面到心部組織的平緩過渡，導(dǎo)致目前國內(nèi)釬具壽命普遍較短。

本發(fā)明就是一種具有高韌性復(fù)相組織分布的釬具鋼XGQ25的等溫淬火工藝，采用該工藝后，可以實(shí)現(xiàn)滲碳后釬具表面形成高碳馬氏體組織、心部形成高韌性的下貝氏體組織，并在過渡層形成明顯的下貝氏體和低碳馬氏體復(fù)相組織。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有高韌性復(fù)相組織分布的釬具鋼XGQ25的等溫淬火工藝，采用該工藝后，可以實(shí)現(xiàn)滲碳后釬具表面形成高碳馬氏體組織、心部形成高韌性的下貝氏體組織，并在過渡層形成明顯的下貝氏體和低碳馬氏體復(fù)相組織，以實(shí)現(xiàn)組織性能的良好匹配，從而有效的提高了釬具的使用壽命。

本發(fā)明涉及一種具有高韌性復(fù)相組織分布的釬具鋼XGQ25的等溫淬火工藝，具體包括步驟：

步驟1：滲碳工藝：釬具采用熱軋XGQ25鋼棒，置于930℃±10℃的多功能滲碳爐內(nèi)進(jìn)行滲碳，滲碳劑為煤油，滲碳過程分兩段進(jìn)行：碳勢控制為1.2％時(shí)滲碳3h；隨后將碳勢調(diào)整為1.0％保溫3h；滲碳完成后隨爐冷卻到850℃，保溫30min，油淬至室溫；

步驟2：將經(jīng)上述步驟滲碳完成后的釬具在650℃±10℃高溫回火，保溫60min，空冷，隨后按尺寸要求進(jìn)行精加工；

步驟3：淬火處理：在溫度為800℃±10下保溫60分鐘，保溫完成后分兩階段等溫淬火，首先快速冷卻至400℃±10℃鹽浴保溫20min，隨后再快速冷卻至310℃±10℃鹽浴保溫30min，最后取出試樣空冷至室溫。然后在200℃回火保溫120分鐘，保溫完成后空冷至室溫。具體工藝路線如圖1所示。

2、進(jìn)一步，所述步驟3：其特征在于：1)所述步驟3：淬火處理：在溫度為800℃±10下保溫60分鐘，保溫完成后分兩階段等溫淬火，首先快速冷卻至400℃±10℃鹽浴保溫20min，隨后再快速冷卻至310℃±10℃鹽浴保溫30min，最后取出試樣空冷至室溫。然后在200℃回火保溫120分鐘，保溫完成后空冷至室溫。2)通過該工藝的實(shí)施，使得滲碳后釬具表面形成高碳馬氏體組織、心部形成高韌性的下貝氏體組織(無缺口沖擊功120～130J)，并在過渡層形成明顯的下貝氏體和低碳馬氏體復(fù)相組織，使釬具獲得良好的組織性能匹配。

本發(fā)明的有益效果是：

1、兩階段等溫淬火，第一階段等溫鹽浴淬火溫度在400℃±10℃，保溫20min使得基體發(fā)生部分下貝氏體轉(zhuǎn)變，形成低碳下貝氏體加馬氏體混合組織。

2、第二階段鹽浴淬火，溫度范圍在310℃±10℃，保溫30min，在過渡區(qū)獲得竹葉狀下貝氏體組織加馬氏體混合組織。

附圖說明

圖1是等溫淬火熱處理工藝示意圖；

圖2是實(shí)施例熱處理后過渡區(qū)典型的顯微組織照片：(a)金相組織；(b)掃描電鏡組織；

圖3是對(duì)比例熱處理后過渡區(qū)典型的顯微組織照片：(a)金相組織；(b)掃描電鏡組織。

具體實(shí)施方式