[發(fā)明專利]一種用于低溫環(huán)境的銷軸的熱處理方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610294240.6
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105714035A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳光武
• 申請（專利權(quán)）人: 成都亨通兆業(yè)精密機(jī)械有限公司
• 主分類號: C21D1/25
• 分類號: C21D1/25;C21D6/00;C23C8/22;C21D9/28
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械連接件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于低溫環(huán)境的銷軸的熱處理方法。

背景技術(shù)

銷軸是一類標(biāo)準(zhǔn)化的緊固件，一般通過開口銷鎖定，既可靜態(tài)固定連接，亦可與被連接件做相對運(yùn)動(dòng)，主要用于兩零件的鉸接處，構(gòu)成鉸鏈連接。銷軸工作可靠，拆卸方便，被廣泛作為結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的機(jī)械連接件。

現(xiàn)有技術(shù)中，銷軸被用于不同的工作環(huán)境，針對具體的使用要求，一般需要選取合適的材料作為銷軸制作的原材料，然而對原材料進(jìn)行不同工藝的熱處理，也會(huì)對銷軸產(chǎn)品的使用性能產(chǎn)生較大的影響。現(xiàn)有技術(shù)中用于寒冷環(huán)境下的銷軸耐用性較差，一般體現(xiàn)在抗低溫沖擊性能上，對寒冷環(huán)境下的銷軸熱處理工藝做進(jìn)一步研究，以優(yōu)化該使用條件下銷軸的使用壽命，是現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中用于寒冷環(huán)境下的銷軸耐用性較差，一般體現(xiàn)在抗低溫沖擊性能上，對寒冷環(huán)境下的銷軸熱處理工藝做進(jìn)一步研究，以優(yōu)化該使用條件下銷軸的使用壽命，是現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題，本發(fā)明提供了一種用于低溫環(huán)境的銷軸的熱處理方法。

針對上述問題，本發(fā)明提供的一種用于低溫環(huán)境的銷軸的熱處理方法通過以下技術(shù)要點(diǎn)來達(dá)到發(fā)明目的：一種用于低溫環(huán)境的銷軸的熱處理方法，用于對完成機(jī)械初加工后銷軸毛坯的熱處理，所述銷軸毛坯的材質(zhì)為40CrNiMo，所述熱處理包括順序進(jìn)行的淬火處理及回火處理；

所述淬火處理過程中，包括順序進(jìn)行的保溫階段及緩冷階段，所述保溫階段的溫度介于853℃至860℃之間，保溫時(shí)間不少于2.5h；

所述回火處理過程中的加熱溫度介于580℃至600℃之間；還包括設(shè)置于淬火處理工序之前的滲碳處理工序，所述滲碳處理工序?yàn)閷N軸毛坯置于滲碳環(huán)境中，加熱至890℃至900℃之間保溫不少于5h。

具體的，以上熱處理工藝中，針對40CrNiMo這種材料，常用的淬火溫度選擇為800℃左右，以主要針對奧氏體化，而后在快冷以實(shí)現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變；現(xiàn)有針對40CrNiMo的回火過程中，采用一般不超過200℃的低溫回火，目的是為了得到較高的硬度值和強(qiáng)度值。本工藝中，通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，將淬火溫度選取為相較于現(xiàn)有技術(shù)提高50℃左右，主要針對材料中合金元素的溶解度和均勻化程度；相較于現(xiàn)有技術(shù)，回火溫度倍增，可使得進(jìn)行熱處理后的材料，雖然犧牲了部分硬度值和強(qiáng)度值，但產(chǎn)品的抗低溫沖擊能力得到了顯著的提高。

通過以上熱處理工藝，相較于現(xiàn)有技術(shù)，在40CrNiMo材料作為銷軸用途時(shí)，相較于傳統(tǒng)采用同樣材料的銷軸，雖然耐磨性和強(qiáng)度等性能有一定程度的降低，但在低溫使用環(huán)境下，低溫條件下的沖擊載荷是銷軸破壞的主要原因，故通過以上熱處理得到的銷軸，使用壽命通常會(huì)達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)的三倍以上。

以上設(shè)置的滲碳處理工序，便于使得經(jīng)過本熱處理工藝得到的銷軸，具有良好的表面硬度，這樣，所得銷軸在發(fā)揮其良好心部韌性的同時(shí)，還具有良好的表面耐磨性。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案為：

作為一種具體的冷卻速度便于控制的緩冷方式，以避免產(chǎn)生冷卻內(nèi)壓力裂紋等缺陷，所述緩冷階段采用油冷。

作為一種利于調(diào)制效果的熱處理方式，以達(dá)到在調(diào)質(zhì)前細(xì)化材料晶粒、消除材料中的內(nèi)應(yīng)力的具體方案，還包括位于淬火處理之前的正火處理。本方案特別適用于毛坯材料為鍛件的情況。

作為一種可消除加熱速度、爐溫均勻度、單爐工件數(shù)量對回火效果影響的技術(shù)方案，所述回火過程的保溫時(shí)間不少于1.5h。

針對40CrNiMo這種材料，為進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力，所述回火處理的次數(shù)大于一次。實(shí)驗(yàn)證明，此材料制作的用于低溫環(huán)境的銷軸，進(jìn)行兩次回火的銷軸的使用壽命相較于僅采用一次同參數(shù)回火的使用壽命，延長約0.5倍。同時(shí)進(jìn)行兩次以上回火操作，就行了三次回火的相較于兩次有一定的使用壽命提升，但對于三次的回火對使用壽命的影響不大，作為優(yōu)選，為利于生產(chǎn)效率，本案采用兩次回火。

作為以上滲碳處理工序的具體實(shí)現(xiàn)方案，所述滲碳環(huán)境的碳勢濃度介于0.9%至1.04%。

本發(fā)明具有以下有益效果：