42CrMo工件的熱處理方法

　　【專利摘要】本發(fā)明公開了一種42CrMo工件的熱處理方法，所述工件的有效尺寸為D毫米，所述熱處理方法包括依次對所述工件進(jìn)行淬火處理和回火處理，其特征在于，所述淬火處理包括將所述工件加熱至830℃～870℃并在830℃～870℃的溫度下保溫2.0×D分鐘～3.5×D分鐘，然后使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻；所述回火處理包括將所述工件加熱至470℃～520℃并在470℃～520℃的溫度下保溫2.4×D分鐘～3.4×D分鐘，然后使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻；其中，D為大于0的數(shù)。所述熱處理方法工序較少并且使用該方法制得的42CrMo工件機(jī)械性能較好。

　　【專利說明】42CrMo工件的熱處理方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001]本發(fā)明涉及熱處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種42CrMo工件的熱處理方法。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002]目前，履帶銷是用于將履帶板連接成履帶的金屬銷，在履帶工作過程中，履帶銷一方面承受著沖擊作用，一方面在履帶板銷孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦，在中噸位以及大噸位履帶起重機(jī)中顯得尤為明顯；另外，靠履帶銷相連的兩塊履帶板會分別在履帶銷上產(chǎn)生較大的扭曲力，容易使履帶銷扭曲變形甚至斷裂；履帶銷在工作過程中承受著復(fù)雜的交變載荷作用，常常由于強(qiáng)度、硬度和韌性不足而發(fā)生疲勞、磨損甚至斷裂事故，造成履帶銷使用壽命短需要經(jīng)常更換，同時(shí)也加大了加工成本。

　　[0003]42CrMo是制造履帶銷的常用材料，為了使制得的42CrMo履帶銷機(jī)械性能好，需要對42CrMo履帶銷的熱處理方法進(jìn)行優(yōu)化，不僅使履帶銷的表面具有較高的抗磨損、抗疲勞能力，而且心部基體也要具有較高的強(qiáng)度和韌性來對表面進(jìn)行支撐。

　　[0004]現(xiàn)有的42CrMo履帶銷熱處理方法為依次進(jìn)行正火處理和表面感應(yīng)淬火處理或者依次進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理和表面感應(yīng)淬火處理。對于依次進(jìn)行正火處理和表面感應(yīng)淬火處理的熱處理方法，雖然制得的42CrMo履帶銷表面硬度增大，提高了耐磨性，但是基體強(qiáng)度和韌性不夠造成與表面淬硬層的變形不協(xié)調(diào)，容易導(dǎo)致表面淬硬層壓潰、剝落和斷裂。對于依次調(diào)質(zhì)處理和表面感應(yīng)淬火處理的熱處理方法，熱處理工序多且耗能大，降低了加工效率并增大了成本。

　　【發(fā)明內(nèi)容】

　　[0005]本發(fā)明的目的是提供一種42CrMo工件的熱處理方法，該熱處理方法工序較少并且使用該方法制得的42CrMo工·件機(jī)械性能較好。

　　[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種42CrMo工件的熱處理方法，所述工件的有效尺寸為D毫米，所述熱處理方法包括依次對所述工件進(jìn)行淬火處理和回火處理，其特征在于，所述淬火處理包括將所述工件加熱至830°C~870°C并在830°C~870°C的溫度下保溫

　　2.0XD分鐘~3.5XD分鐘，然后使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻；所述回火處理包括將所述工件加熱至470°C~520°C并在470°C~520°C的溫度下保溫2.4XD分鐘~3.4XD分鐘，然后使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻；其中，D為大于0的數(shù)。

　　[0007]優(yōu)選地，所述淬火處理中，以10°C /分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至830 ~870 °C。

　　[0008]優(yōu)選地，所述回火處理中，以10°C /分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至470 ~520 °C。

　　[0009]優(yōu)選地，所述淬火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液。

　　[0010]優(yōu)選地，所述PAG淬火液的濃度為6%_10%。

　　[0011]優(yōu)選地，所述回火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液。[0012]優(yōu)選地，所述PAG淬火液的濃度為6%_10%。

　　[0013]優(yōu)選地，所述淬火處理中，使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C;在所述回火處理中使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C。

　　[0014]優(yōu)選地，所述工件為履帶銷，所述有效尺寸為所述履帶銷的直徑。

　　[0015]優(yōu)選地，所述履帶銷的直徑為30毫米~70毫米。

　　[0016]在本發(fā)明的工件的熱處理方法中，依次對工件進(jìn)行淬火處理和回火處理，通過對淬火處理中淬火溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行合理控制，使得工件的組織盡可能充分奧氏體化并最終充分進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變，并且使工件的金相組織更均勻細(xì)小，增大工件的硬度；然后通過對回火處理中回火溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行合理控制，盡可能消除淬火應(yīng)力，調(diào)整工件的硬度和韌性，得到硬度和韌性均較好的工件，優(yōu)化工件的機(jī)械性能；并且，通過合理控制淬火處理和回火處理中的保溫時(shí)間，保證工件的機(jī)械性能優(yōu)良的同時(shí)盡可能提高加工效率并降低能耗。

　　[0017]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

　　【具體實(shí)施方式】

　　[0018]以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

　　[0019]本發(fā)明提供了一種42CrMo工件的熱處理方法，所述工件的有效尺寸為D毫米，所述熱處理方法包括依次對工件進(jìn)行淬火處理和回火處理,其中，淬火處理包括將工件加熱至830°C~870°C并在830°C~870°C的溫度下保溫2.0XD分鐘~3.5XD分鐘，然后使工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻；回火處理包括將工件加熱至470°C~520°C并在470°C~520°C的溫度下保溫2.4XD分鐘~3.4XD分鐘，然后使工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻；其中，D為大于0的數(shù)。

　　[0020]在熱處理過程中，淬火處理中的淬火溫度(淬火溫度指淬火處理時(shí)對工件加熱使工件能夠達(dá)到的最高溫度，即前述的830 0C~870 0C )、保溫時(shí)間以及回火處理中的回火溫度(回火溫度指回火處理時(shí)對工件加熱使工件能夠達(dá)到的最高溫度，即前述的470°C~520°C)、保溫時(shí)間對最終制得的工件有著重要影響，淬火溫度和回火溫度的選擇與工件材質(zhì)并且共同決定了工件所能達(dá)到的硬度和韌度，而保溫時(shí)間與工件的有效尺寸有關(guān)。

　　[0021]具體地，淬火處理中，淬火溫度過低，則工件的組織無法充分奧氏體化并最終充分進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變，并且制得的工件的金相組織不夠均勻細(xì)小，直接影響到成品的強(qiáng)度和硬度；而淬火溫度過高則會造成工件表面脫碳嚴(yán)重，甚至產(chǎn)生淬火裂紋或造成晶粒異常長大等，也會是成品質(zhì)量下降；而淬火時(shí)保溫時(shí)間應(yīng)該與所選的淬火溫度相配合，保溫時(shí)間過短，工件的微觀組織轉(zhuǎn)變不充分，保溫時(shí)間過長，則延長了處理時(shí)間并增加了能耗，甚至可能造成晶粒異常長大。回火處理中，回火溫度過低，淬火組織得不到充分回復(fù)和再結(jié)晶，無法充分消除淬火應(yīng)力，制得的成品韌性不夠；回火溫度過高，雖然成品的韌性提高，但是會使成品的硬度和強(qiáng)度下降；回火時(shí)間同樣應(yīng)該與所選的回火溫度相配合，保溫時(shí)間過短，無法充分消除工件內(nèi)的淬火應(yīng)力，保溫時(shí)間過長，則延長處理時(shí)間并且增大能耗。

　　[0022]因此，在本發(fā)明的工件的熱處理方法中，依次對工件進(jìn)行淬火處理和回火處理，并且通過對淬火處理中淬火溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行合理控制，優(yōu)化工件的金相組織，使工件的強(qiáng)度和硬度提高；然后通過對回火處理中回火溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行合理控制，盡可能消除淬火應(yīng)力，調(diào)整工件的硬度和韌性，優(yōu)化工件的機(jī)械性能；并且，根據(jù)工件的有效尺寸合理控制淬火處理和回火處理中的保溫時(shí)間，保證工件的機(jī)械性能優(yōu)良的同時(shí)盡可能縮短處理時(shí)間并降低能耗，提高加工效率并降低成本。

　　[0023]優(yōu)選地，在所述淬火處理中，以10°C /分鐘~13°C /分鐘的速度將工件加熱至830°C~870°C。并且，同樣，優(yōu)選地，所述回火處理中，以10°C /分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至470°C~520°C。在淬火處理和回火處理中，如果對工件進(jìn)行加熱的速度過快，會造成工件內(nèi)部和表面的溫度差較大，造成工件沿厚度方向形成溫度梯度，工件內(nèi)熱應(yīng)力增大容易引起變形和開裂，而對工件進(jìn)行加熱的速度過慢則會延長工序時(shí)間并增大能耗，因此，可以合理控制淬火處理和回火處理中對工件進(jìn)行加熱的速度，優(yōu)化工件質(zhì)量并盡可能提供加工效率、降低能耗。

　　[0024]另外，淬火冷卻介質(zhì)和回火冷卻介質(zhì)可以選擇本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任意適合的介質(zhì)。優(yōu)選地，所述淬火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液，42CrMo的淬透性高，選用有機(jī)淬火液有利于保證過冷奧氏體充分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織，而且，淬火冷卻介質(zhì)的選擇直接影響工件在淬火冷卻介質(zhì)中的冷卻速度，影響淬火后工件的金相組織；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述PAG淬火液的濃度為6%-10%，PAG淬火液的濃度決定了其冷卻能力，影響工件的冷卻速度，而工件的冷卻速度影響淬火后工件的金相組織，工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻速度過快容易造成工件變形、開裂，而冷卻速度過慢則會使非馬氏體組織增多，成品的強(qiáng)度和硬度下降。另外，本實(shí)施方式中，為了縮短加工時(shí)間，回火冷卻介質(zhì)也可以為PAG淬火液，并且所述PAG淬火液的濃度也可以為6%-10%。

　　[0025]此外，本是實(shí)施方式中，在所述淬火處理中，使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C ;在所述回火處理中使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C，實(shí)際操作時(shí)，可以將工件冷卻至室溫下。

　　[0026]本發(fā)明的42CrMo工件的熱處理方法尤其適用于履帶銷的熱處理，即所述工件可以為履帶銷，在此情況下，所述有效尺寸為履帶銷的直徑。并且，本實(shí)施方式尤其適用于直徑為30毫米~70毫米的履帶銷。

　　[0027]本發(fā)明的42CrMo工件的熱處理方法，通過合理控制淬火處理和回火處理中的淬火溫度、回火溫度、保溫時(shí)間、淬火液種類和濃度、加速速度和終冷溫度等，優(yōu)化了工件的金相組織并縮短了加工時(shí)間，將該方法應(yīng)用于履帶銷的生產(chǎn)后制得的履帶銷強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨能力等均得到提高，組織更均勻細(xì)小，履帶銷表面和中心基體的機(jī)械性能均得到提高，而且，與現(xiàn)有的履帶銷熱處理方法相比，處理步驟少、加工周期縮短且能耗低，提高了生產(chǎn)效率并降低了加工成本。

　　[0028] 以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

　　[0029]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

　　[0030]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。

　　[0031 ] 下面將結(jié)合實(shí)施例來具體描述本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍不局限于此。

　　[0032]實(shí)施例

　　[0033]對42CrMo履帶銷進(jìn)行熱處理，實(shí)施例1_6中履帶銷的直徑為35毫米，實(shí)施例7_12中履帶銷的直徑為50毫米，依次對履帶銷進(jìn)行淬火處理和回火處理:在淬火處理中，以淬火加熱速度將履帶銷加熱至淬火溫度，將履帶銷在該淬火溫度下保溫淬火保溫時(shí)間，然后使履帶銷在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻至淬火終冷溫度；在回火處理中，以回火加熱速度將履帶銷加熱至回火溫度，將履帶銷在該回火溫度下保溫回火保溫時(shí)間，然后使履帶銷在回火冷卻介質(zhì)中冷卻至回火終冷溫度。在實(shí)施例1-12中的淬火處理中的淬火加熱速度、淬火溫度、淬火保溫時(shí)間、淬火終冷溫度以及淬火冷卻介質(zhì)如表1中所示；在實(shí)施例1-12中的回火處理中的回火加熱速度、回火溫度、回火保溫時(shí)間、回火終冷溫度以及回火冷卻介質(zhì)如表2中所示。

　　[0034]完成上述熱處理后，分別對履帶銷的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率、斷面收縮率、沖擊韌性以及硬度進(jìn)行測定，測定結(jié)果如表3所示，測定方法分別為:

　　[0035]GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法。

　　[0036]GB/T229-2007金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法

　　[0037]JB/T6050-2006鋼鐵熱處理零件硬度測試通則

　　[0038]GB/T230-2009金屬洛氏硬度試驗(yàn)

　　[0039]表1

　　[0040]

　　【權(quán)利要求】

　　1.一種42CrMo工件的熱處理方法，所述工件的有效尺寸為D毫米，所述熱處理方法包括依次對所述工件進(jìn)行淬火處理和回火處理，其特征在于，所述淬火處理包括將所述工件加熱至830°C~870°C并在830°C~870°C的溫度下保溫2.0XD分鐘~3.5XD分鐘，然后使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻；所述回火處理包括將所述工件加熱至470°C~520°C并在470°C~520°C的溫度下保溫2.4XD分鐘~3.4XD分鐘，然后使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻；其中，D為大于0的數(shù)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述淬火處理中，以10°C/分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至830°C~870°C。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述回火處理中，以10°C/分鐘~13°C /分鐘的速度將所述工件加熱至470°C~520°C。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述淬火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述PAG淬火液的濃度為6%-10%。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述回火冷卻介質(zhì)為PAG淬火液。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述PAG淬火液的濃度為6%-10%。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述淬火處理中，使所述工件在淬火冷卻介質(zhì)中冷卻至10 °C~40 °C;在所述回火處理中使所述工件在回火冷卻介質(zhì)中冷卻至10°C~40°C。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述工件為履帶銷，所述有效尺寸為所述履帶銷的直徑。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述履帶銷的直徑為30毫米~70毫米。

　　【文檔編號】C21D1/18GK103667615SQ201310670791

　　【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日

　　【發(fā)明者】劉延斌, 蔣凱歌, 汪斌 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司