本發明涉及合金鋼加工領域，具體而言，涉及一種35crmo鋼的熱處理方法。

　　背景技術

　　35crmo合金結構鋼，有很高的靜力強度、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度與持久強度，長期工作溫度可達500℃，冷變形時塑性中等，焊接性差。低溫至-110℃，并具有高的靜強度、沖擊韌度及較高的疲勞強度、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，焊前需預熱，焊后熱處理以消除應力，一般在調質處理后使用，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、高載荷的各種機器中的重要零件，如軋鋼機人字齒輪、曲軸、錘桿、連桿、緊固件，汽輪發動機主軸、車軸，發動機傳動零件，大型電動機軸，石油機械中的穿孔器，工作溫度低于400℃的鍋爐用螺栓，低于510℃的螺母，化工機械中高壓無縫厚壁的導管(溫度450-500℃，無腐蝕性介質)等，還可代替40crni用于制造高載荷傳動軸、汽輪發動機轉子、大截面齒輪、支承軸(直徑小于500mm)等，工藝上的設備材料、管材、焊材等等。

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

　　有鑒于此，特提出本發明。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的在于提供一種35crmo鋼的熱處理方法，該熱處理方法優化了傳統的熱處理工藝，調整了淬火的溫度，優化了正火、淬火后冷卻的方式，通過本發明的熱處理方法消除工件內部的應力，讓工件內部的晶體結構穩定，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，操作過程綠色環保，前后步驟銜接緊密，為后續操作提供了可參考的具體方法，屬于比較優異的一種熱處理方法。

　　為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

　　本發明提供了一種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。

　　35crmo合金結構鋼，有很高的靜力強度、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度與持久強度，長期工作溫度可達500℃，冷變形時塑性中等，焊接性差。低溫至-110℃，并具有高的靜強度、沖擊韌度及較高的疲勞強度、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，焊前需預熱，焊后熱處理以消除應力，一般在調質處理后使用，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、高載荷的各種機器中的重要零件，如軋鋼機人字齒輪、曲軸、錘桿、連桿、緊固件，汽輪發動機主軸、車軸，發動機傳動零件，大型電動機軸，石油機械中的穿孔器，工作溫度低于400℃的鍋爐用螺栓，低于510℃的螺母，化工機械中高壓無縫厚壁的導管(溫度450-500℃，無腐蝕性介質)等，還可代替40crni用于制造高載荷傳動軸、汽輪發動機轉子、大截面齒輪、支承軸(直徑小于500mm)等，工藝上的設備材料、管材、焊材等等。

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

　　本發明為了解決上述技術問題，提供了一種優化后的35crmo鋼種的熱處理方法，800-850℃正火處理后，進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象的發生。后續淬火的溫度控制在600-650℃之間，以保證工件的完整性，并優化工件機械性能的各個指標。淬火后緩冷一段時間后再出爐，這樣的操作也是為了達到溫和的對工件熱處理的過程，避免環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行了優化處理，顯著提高了工件各方面的性能，值得廣泛推廣應用。

　　需要說明的是，現有技術中經常采用礦物油來進行淬火冷卻，因為礦物油的主要成分時飽和烴，性能相對穩定，所以得到了廣泛的應用。但是礦物油的使用對環境嚴重污染，礦物油的閃點低，在淬火冷卻過程中容易發生火災，安全系數低，本發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，先進行水冷40-60s后，溫度降下來之后，再進行油冷提高了安全性，此外本發明在水冷過程中還加入水溶性的聚合物和鹽類。

　　優選地，作為進一步可實施的方案，水冷過程中在水中添加質量百分比為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，冷卻過程可以實現表面均勻的冷卻，實現在低溫階段溫和的換熱，有效釋放組織應力，防止淬火開裂。

　　更優地，作為進一步可實施的方案，所述步驟(b)中，以質量份數計，聚乙二醇2-4份、聚丙烯酰胺3-4份和氯化鈉2-4份。

　　優選地，作為進一步可實施的方案，所述步驟(b)中，在水中添加的物質還包括環氧乙烷和環氧丙烷無規共聚物2-4份。

　　優選地，作為進一步可實施的方案，所述步驟(b)中，所述的環氧乙烷和環氧丙烷無規共聚物的數均分子量控制在20000-30000之間。

　　優選地，作為進一步可實施的方案，油中冷卻的時間為20-30s。

　　優選地，作為進一步可實施的方案，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。

　　優選地，作為進一步可實施的方案，所述步驟(b)中，空氣自然冷卻后，還包括水冷的步驟。

　　優選地，作為進一步可實施的方案，所述步驟(b)中，水冷過程中在水中添加質量百分比為1-3wt％的氫氧化鈉。

　　優選地，作為進一步可實施的方案，所述步驟(b)中，所添加的氫氧化鈉的質量百分比為1.5-2.5wt％。

　　最后在進行水冷的過程中，在水中添加堿類物質，能夠有效避免冷卻過程中硬度不足、內部形態不均勻、易開裂等問題，避免工件表面驟冷，心部過熱的脆皮現象的發生，添加的堿類物物質能夠起到有效的保護工件的目的。

　　與現有技術相比，本發明的有益效果為：

　　(1)本發明提供的35crmo鋼的熱處理方法，優化了傳統的熱處理工藝，調整淬火的溫度，優化了正火、淬火后冷卻的方式，通過本發明的熱處理方法消除工件內部的應力，讓工件內部的晶體結構穩定，硬度適中，徹底解決了鋼容易開裂的問題。

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

　　(3)采用水冷+油冷的方式，先進行水冷40-60s后，溫度降下來之后，再進行油冷提高了安全性，此外本發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，冷卻過程可以實現表面均勻的冷卻，實現在低溫階段溫和的換熱，有效釋放組織應力，防止淬火開裂。

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

　　具體實施方式

　　下面將結合實施例對本發明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限制本發明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

　　實施例1

　　35crmo鋼的熱處理方法按照如下工藝步驟進行：

　　(1)先將35crmo鋼件放入加熱爐中，升高加熱爐的溫度，加熱到800-850℃之間，并通入一定量的保護氣體，持續2h，然后水冷卻40s后在油中冷卻；

　　(2)將鋼件放入箱式加熱爐中，升高加熱爐的溫度，爐溫控制在600℃持續30h，淬火后保溫回火；

　　(3)回火完成后放自然溫度下冷卻，即得。

　　實施例2

　　35crmo鋼的熱處理方法按照如下工藝步驟進行：

　　(1)先將35crmo鋼件放入加熱爐中，升高加熱爐的溫度，加熱到800-850℃之間，并通入一定量的保護氣體，持續5h，然后水冷卻60s后在油中冷卻30s，水中添加聚乙二醇、聚丙烯酰胺和氯化鈉，上述三種物質添加的量為水量的6wt％；

　　(2)將鋼件放入箱式加熱爐中，升高加熱爐的溫度，爐溫控制在650℃持續4h，淬火后保溫回火，惰性氣體保護；

　　(3)回火完成后放自然溫度下冷卻，待溫度降至100℃以下，將鋼板放入水中進行進一步冷卻，水中添加3wt％的氫氧化鈉，水冷至室溫。

　　實施例3

　　35crmo鋼的熱處理方法按照如下工藝步驟進行：

　　(1)先將35crmo鋼件放入加熱爐中，升高加熱爐的溫度，加熱到800-850℃之間，并通入一定量的保護氣體，持續4h，然后水冷卻50s后在油中冷卻20s，水中添加聚乙二醇、聚丙烯酰胺、氯化鈉和數均分子量為30000的環氧乙烷和環氧丙烷的無規共聚物，上述四種物質添加的量為水量的5wt％；

　　聚乙二醇、聚丙烯酰胺、氯化鈉、環氧乙烷和環氧丙烷無規共聚物四者之間以質量份數計，聚乙二醇4份、聚丙烯酰胺3份、氯化鈉2份、環氧乙烷和環氧丙烷的無規共聚物4份；

　　(2)將鋼件放入箱式加熱爐中，升高加熱爐的溫度，爐溫控制在620℃持續10h，淬火后保溫回火，惰性氣體保護；

　　(3)回火完成后放自然溫度下冷卻，待溫度降至100℃以下，將鋼板放入水中進行進一步冷卻，水中添加1wt％的氫氧化鈉，水冷至室溫。

　　實施例4

　　35crmo鋼的熱處理方法按照如下工藝步驟進行：

　　(1)先將35crmo鋼件放入加熱爐中，升高加熱爐的溫度，加熱到800-850℃之間，并通入一定量的保護氣體，持續4h，然后水冷卻55s后在油中冷卻22s，水中添加聚乙二醇、聚丙烯酰胺、氯化鈉和數均分子量為20000的環氧乙烷和環氧丙烷的無規共聚物，上述四種物質添加的量為水量的5.5wt％；

　　聚乙二醇、聚丙烯酰胺、氯化鈉、環氧乙烷和環氧丙烷無規共聚物四者之間以質量份數計，聚乙二醇2份、聚丙烯酰胺4份、氯化鈉4份、環氧乙烷和環氧丙烷的無規共聚物2份；

　　(2)將鋼件放入箱式加熱爐中，升高加熱爐的溫度，爐溫控制在620℃持續15h，淬火后保溫回火，惰性氣體保護；

　　(3)回火完成后放自然溫度下冷卻，待溫度降至100℃以下，將鋼板放入水中進行進一步冷卻，水中添加1.5wt％的氫氧化鈉，水冷至室溫。

　　實施例5

　　35crmo鋼的熱處理方法按照如下工藝步驟進行：

　　(1)先將35crmo鋼件放入加熱爐中，升高加熱爐的溫度，加熱到800-850℃之間，并通入一定量的保護氣體，持續4h，然后水冷卻55s后在油中冷卻28s，水中添加聚乙二醇、聚丙烯酰胺、氯化鈉和數均分子量為25000的環氧乙烷和環氧丙烷的無規共聚物，上述四種物質添加的量為水量的5.5wt％；

　　聚乙二醇、聚丙烯酰胺、氯化鈉、環氧乙烷和環氧丙烷無規共聚物四者之間以質量份數計，聚乙二醇3份、聚丙烯酰胺3.5份、氯化鈉3份、環氧乙烷和環氧丙烷的無規共聚物3份；

　　(2)將鋼件放入箱式加熱爐中，升高加熱爐的溫度，爐溫控制在620℃持續15h，淬火后保溫回火，惰性氣體保護；

　　(3)回火完成后放自然溫度下冷卻，待溫度降至100℃以下，將鋼板放入水中進行進一步冷卻，水中添加2.5wt％的氫氧化鈉，水冷至室溫。

　　比較例1

　　35crmo鋼的熱處理方法按照如下工藝步驟進行：

　　(1)先將35crmo鋼件放入加熱爐中，升高加熱爐的溫度，加熱到800-850℃之間，并通入一定量的保護氣體，持續2h，礦物油中冷卻；

　　(2)將鋼件放入箱式加熱爐中，升高加熱爐的溫度，爐溫控制在600℃持續30h，淬火后保溫回火；

　　(3)回火完成后放自然溫度下冷卻，即得。

　　實驗例1

　　將本發明各個實施例與比較例的35crmo鋼件的性能進行檢測，該鋼件的微觀組織采用光學金相顯微鏡進行觀察鑒定，利用波長為0.4-0.8μm的可見光，相應的分辨距離約0.2μm，具體結果如下表1所示：

　　表1檢測結果

　　從上述表中的數據可以看出，本發明實施例的鋼件的機械性能也比較優異，微觀結構配合上也比較合理，鋼板表面無任何裂紋，品質比較優異，更有利于該鋼件的市場擴大應用。

　　本發明的熱處理方法可以達到消除工件內部的應力，讓工件內部的晶體結構穩定，硬度適中的效果，并徹底解決了鋼容易開裂的問題，通過采用本發明的熱處理方法抑制開裂效果明顯。