一種35CrMo鋼的熱處理方法與流程

2023-11-27 08:42:45 來源：steelsadmin 閱讀量：0

　　本發(fā)明涉及合金鋼加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種35crmo鋼的熱處理方法。

　　背景技術(shù)

　　35crmo合金結(jié)構(gòu)鋼，有很高的靜力強(qiáng)度、沖擊韌性及較高的疲勞極限，淬透性較40cr高，高溫下有高的蠕變強(qiáng)度與持久強(qiáng)度，長期工作溫度可達(dá)500℃，冷變形時塑性中等，焊接性差。低溫至-110℃，并具有高的靜強(qiáng)度、沖擊韌度及較高的疲勞強(qiáng)度、淬透性良好，無過熱傾向，淬火變形小，冷變形時塑性尚可，切削加工性中等，但有第一類回火脆性，焊接性不好，焊前需預(yù)熱，焊后熱處理以消除應(yīng)力，一般在調(diào)質(zhì)處理后使用，也可在高中頻表面淬火或淬火及低、中溫回火后使用。

　　可用于制造承受沖擊、彎扭、高載荷的各種機(jī)器中的重要零件，如軋鋼機(jī)人字齒輪、曲軸、錘桿、連桿、緊固件，汽輪發(fā)動機(jī)主軸、車軸，發(fā)動機(jī)傳動零件，大型電動機(jī)軸，石油機(jī)械中的穿孔器，工作溫度低于400℃的鍋爐用螺栓，低于510℃的螺母，化工機(jī)械中高壓無縫厚壁的導(dǎo)管(溫度450-500℃，無腐蝕性介質(zhì))等，還可代替40crni用于制造高載荷傳動軸、汽輪發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子、大截面齒輪、支承軸(直徑小于500mm)等，工藝上的設(shè)備材料、管材、焊材等等。

　　可見35crmo鋼應(yīng)用非常廣泛，但是該鋼種由于在傳統(tǒng)的熱處理過程中某些工藝操作存在一定的問題，導(dǎo)致工件表面容易出現(xiàn)淬火后應(yīng)力集中，硬度過大，工件的完好性比較差，內(nèi)部組織形態(tài)不均勻，鋼容易開裂等問題，實(shí)際操作時，工藝中的操作問題主要體現(xiàn)在淬火溫度過高，正火工藝后空地上自然冷卻導(dǎo)致冷卻效率比較低等問題。

　　有鑒于此，特提出本發(fā)明。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明的目的在于提供一種35crmo鋼的熱處理方法，該熱處理方法優(yōu)化了傳統(tǒng)的熱處理工藝，調(diào)整了淬火的溫度，優(yōu)化了正火、淬火后冷卻的方式，通過本發(fā)明的熱處理方法消除工件內(nèi)部的應(yīng)力，讓工件內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，硬度適中，徹底解決了鋼容易開裂的問題，該方法本身操作簡單，操作過程綠色環(huán)保，前后步驟銜接緊密，為后續(xù)操作提供了可參考的具體方法，屬于比較優(yōu)異的一種熱處理方法。

　　為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

　　本發(fā)明提供了一種35crmo鋼的熱處理方法，包括如下步驟：

　　(a)將合金在800-850℃之間熱處理2-5h，水冷40-60s浸入油中冷卻；

　　(b)600-650℃熱處理4-30h，空氣自然冷卻，即可。

　　本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供了一種優(yōu)化后的35crmo鋼種的熱處理方法，800-850℃正火處理后，進(jìn)行冷卻時摒棄了以往放置在空地自然冷卻的方式，采用水冷+油冷的復(fù)合冷卻的方式，提高了冷卻效率，使得工件表面硬度適中，并且避免了工件表面容易開裂的現(xiàn)象的發(fā)生。后續(xù)淬火的溫度控制在600-650℃之間，以保證工件的完整性，并優(yōu)化工件機(jī)械性能的各個指標(biāo)。淬火后緩冷一段時間后再出爐，這樣的操作也是為了達(dá)到溫和的對工件熱處理的過程，避免環(huán)境條件變化太劇烈對工件的性能有影響，該方法對整個熱處理的過程進(jìn)行了優(yōu)化處理，顯著提高了工件各方面的性能，值得廣泛推廣應(yīng)用。

　　需要說明的是，現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)常采用礦物油來進(jìn)行淬火冷卻，因?yàn)榈V物油的主要成分時飽和烴，性能相對穩(wěn)定，所以得到了廣泛的應(yīng)用。但是礦物油的使用對環(huán)境嚴(yán)重污染，礦物油的閃點(diǎn)低，在淬火冷卻過程中容易發(fā)生火災(zāi)，安全系數(shù)低，本發(fā)明一方面為了提高鋼的性能另一方面為了避免油冷的危險性，特采用水冷+油冷的方式，先進(jìn)行水冷40-60s后，溫度降下來之后，再進(jìn)行油冷提高了安全性，此外本發(fā)明在水冷過程中還加入水溶性的聚合物和鹽類。

　　優(yōu)選地，作為進(jìn)一步可實(shí)施的方案，水冷過程中在水中添加質(zhì)量百分比為5-6wt％的聚乙二醇、聚丙烯酰胺和氯化鈉。通過添加這些物質(zhì)使其冷卻效果與油的效果無異，在35crmo鋼正火后，冷卻過程可以實(shí)現(xiàn)表面均勻的冷卻，實(shí)現(xiàn)在低溫階段溫和的換熱，有效釋放組織應(yīng)力，防止淬火開裂。

　　更優(yōu)地，作為進(jìn)一步可實(shí)施的方案，所述步驟(b)中，以質(zhì)量份數(shù)計，聚乙二醇2-4份、聚丙烯酰胺3-4份和氯化鈉2-4份。

　　優(yōu)選地，作為進(jìn)一步可實(shí)施的方案，所述步驟(b)中，在水中添加的物質(zhì)還包括環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷無規(guī)共聚物2-4份。

　　優(yōu)選地，作為進(jìn)一步可實(shí)施的方案，所述步驟(b)中，所述的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷無規(guī)共聚物的數(shù)均分子量控制在20000-30000之間。

　　優(yōu)選地，作為進(jìn)一步可實(shí)施的方案，油中冷卻的時間為20-30s。

　　優(yōu)選地，作為進(jìn)一步可實(shí)施的方案，所述步驟(a)中，油中冷卻的時間為22-28s。由于前面進(jìn)行了水冷，油冷的時間不需要過長一般控制在20s左右即可。

　　優(yōu)選地，作為進(jìn)一步可實(shí)施的方案，所述步驟(b)中，空氣自然冷卻后，還包括水冷的步驟。

　　優(yōu)選地，作為進(jìn)一步可實(shí)施的方案，所述步驟(b)中，水冷過程中在水中添加質(zhì)量百分比為1-3wt％的氫氧化鈉。

　　優(yōu)選地，作為進(jìn)一步可實(shí)施的方案，所述步驟(b)中，所添加的氫氧化鈉的質(zhì)量百分比為1.5-2.5wt％。

　　最后在進(jìn)行水冷的過程中，在水中添加堿類物質(zhì)，能夠有效避免冷卻過程中硬度不足、內(nèi)部形態(tài)不均勻、易開裂等問題，避免工件表面驟冷，心部過熱的脆皮現(xiàn)象的發(fā)生，添加的堿類物物質(zhì)能夠起到有效的保護(hù)工件的目的。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

　　(1)本發(fā)明提供的35crmo鋼的熱處理方法，優(yōu)化了傳統(tǒng)的熱處理工藝，調(diào)整淬火的溫度，優(yōu)化了正火、淬火后冷卻的方式，通過本發(fā)明的熱處理方法消除工件內(nèi)部的應(yīng)力，讓工件內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，硬度適中，徹底解決了鋼容易開裂的問題。

　　(2)本發(fā)明的熱處理方法操作簡單，操作過程綠色環(huán)保，前后步驟銜接緊密，為后續(xù)操作提供了可參考的具體方法，屬于比較優(yōu)異的一種熱處理方法。

　　(3)采用水冷+油冷的方式，先進(jìn)行水冷40-60s后，溫度降下來之后，再進(jìn)行油冷提高了安全性，此外本發(fā)明在水冷過程中還加入水溶性的聚合物和鹽類，通過添加這些物質(zhì)使其冷卻效果與油的效果無異，在35crmo鋼正火后，冷卻過程可以實(shí)現(xiàn)表面均勻的冷卻，實(shí)現(xiàn)在低溫階段溫和的換熱，有效釋放組織應(yīng)力，防止淬火開裂。

　　(4)本發(fā)明最后在進(jìn)行水冷的過程中，在水中添加堿類物質(zhì)，能夠有效避免冷卻過程中硬度不足、內(nèi)部形態(tài)不均勻、易開裂等問題，避免工件表面驟冷，心部過熱的脆皮現(xiàn)象的發(fā)生，添加的堿類物物質(zhì)能夠起到有效的保護(hù)工件的目的。

　　具體實(shí)施方式

　　下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

　　實(shí)施例1