[發明專利]一種基于塑性成形與熱處理相結合的中錳鋼零件處理方法

有效

• 申請號: 202210134771.4
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114635024B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 王子健;郭曉明;張曉蕾;項重辰;丁漢林
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C21D8/00
• 分類號: C21D8/00;C21D1/19;C21D1/26;C21D6/00;C22C38/02;C22C38/04;B21D22/02;B21D37/16
• 代理公司: 蘇州見山知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32421
• 代理人: 袁麗花

本發明公開了一種基于塑性成形與熱處理相結合的中錳鋼零件處理方法，特點是包括以下步驟：(1)將中錳鋼零件加熱至奧氏體轉變結束溫度Ac3以上30℃?50℃，保溫5?10分鐘，使得組織完全奧氏體化；(2)然后將中錳鋼零件在馬氏體轉變開始溫度Ms點和馬氏體轉變結束溫度Mf點之間進行熱沖壓成形，并保壓0?20s，保壓壓力為3000KG；(3)再轉移至加熱爐內，在高于馬氏體轉變開始溫度Ms點30?50℃進行10s?60s的碳配分熱處理后冷卻至室溫；(4)最后送至加熱爐內在奧氏體化轉變開始溫度Ac1點和奧氏體化轉變結束溫度Ac3點之間進行臨界區退火熱處理并空冷至室溫即可，優點是尺寸精度高和性能優異。

技術領域

本發明涉及一種中錳鋼處理方法，尤其是涉及一種基于塑性成形與熱處理相結合的中錳鋼零件處理方法。

背景技術

中錳鋼是通過奧氏體逆轉變在含5％-10％Mn的低碳鋼中獲得大量的奧氏體和超細晶的鐵素體組織。高性能中錳鋼由于強度高，采用傳統冷沖壓工藝成形時，極易出現回彈變形、起皺開裂、尺寸精度差以及成形抗力大、設備易損等問題。針對上述問題，目前國際上通常采用熱沖壓成形的方法，即利用材料高溫狀態下良好的成形性而淬火后獲得超高強度，同時減少甚至消除回彈，是實現汽車輕量化的先進技術。熱沖壓成形后的中錳鋼零件的抗拉強度能達到1500MPa以上，而斷后延伸率卻只有約為10％，其強塑積(強塑積＝抗拉強度×總伸長率)遠達不到第三代高強鋼的碰撞安全性能需求(30～40GPa％)。而中錳鋼冷沖壓技術需要的設備噸位大，成形零件質量和精度差，中錳鋼熱沖壓技術所獲取的零件力學性能不能滿足要求。而單純通過熱處理的方式來實現鋼板的優異性能則難以在實際過程中得到應用，因此，亟需提出一種能結合熱沖壓塑性成形方法與中錳鋼配分-臨界區退火的熱處理方法來綜合提升中錳鋼制件的力學性能的處理方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種尺寸精度高和性能優異的基于塑性成形與熱處理相結合的中錳鋼零件處理方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于塑性成形與熱處理相結合的中錳鋼零件處理方法，包括以下步驟：

(1)將中錳鋼零件加熱至奧氏體轉變結束溫度Ac3以上30℃-50℃，保溫5-10分鐘，使得組織完全奧氏體化；

(2)將步驟(1)奧氏體化后的得到的中錳鋼零件在馬氏體轉變開始溫度Ms點和馬氏體轉變結束溫度Mf點之間進行熱沖壓成形，并保壓0-20s，保壓壓力為3000KG，在此期間完成中斷淬火過程；

(3)將步驟(2)中斷淬火后得到中錳鋼零件轉移至加熱爐內，在高于馬氏體轉變開始溫度Ms點30-50℃進行10s-60s的碳配分熱處理，隨后冷卻至室溫；

(4)將步驟(3)得到的中錳鋼零件送至加熱爐內，在奧氏體化轉變開始溫度Ac1點和奧氏體化轉變結束溫度Ac3點之間進行60-90min的臨界區退火熱處理并空冷至室溫，得到尺寸精度高和性能優異的中錳鋼零件。

進一步，步驟(1)所述的奧氏體轉變結束溫度Ac3為810℃。

進一步，步驟(2)所述的馬氏體轉變開始溫度Ms點和馬氏體轉變結束溫度Mf點之間為230℃-260℃。

進一步，步驟(3)所述的馬氏體轉變開始溫度Ms點為260℃。

進一步，步驟(4)所述的奧氏體化轉變開始溫度Ac1點和奧氏體化轉變結束溫度Ac3點之間為650℃-700℃。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明一種基于塑性成形與熱處理相結合的中錳鋼零件處理方法，結合成形與熱處理工藝的優勢，通過熱沖壓成形技術改善成形性，成形抗力小，所需噸位小，成形后零件質量和尺寸精度高，通過中斷淬火-碳配分-臨界區退火熱處理工藝使得最終零件的力學性能好，強塑積大于30GPa％，從而得到尺寸精度高和力學性能好的中錳鋼熱沖壓零件。

附圖說明