42CrMo工件的熱處理方法

　　【專利摘要】本發明公開了一種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中冷卻；其中，D為大于0的數。所述熱處理方法工序較少并且使用該方法制得的42CrMo工件機械性能較好。

　　【專利說明】42CrMo工件的熱處理方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明涉及熱處理領域，具體地，涉及一種42CrMo工件的熱處理方法。

　　【背景技術】

　　[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轉動，產生強烈摩擦，在中噸位以及大噸位履帶起重機中顯得尤為明顯；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雜的交變載荷作用，常常由于強度、硬度和韌性不足而發生疲勞、磨損甚至斷裂事故，造成履帶銷使用壽命短需要經常更換，同時也加大了加工成本。

　　[0003]42CrMo是制造履帶銷的常用材料，為了使制得的42CrMo履帶銷機械性能好，需要對42CrMo履帶銷的熱處理方法進行優化，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度和韌性來對表面進行支撐。

　　[0004]現有的42CrMo履帶銷熱處理方法為依次進行正火處理和表面感應淬火處理或者依次進行調質處理和表面感應淬火處理。對于依次進行正火處理和表面感應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，但是基體強度和韌性不夠造成與表面淬硬層的變形不協調，容易導致表面淬硬層壓潰、剝落和斷裂。對于依次調質處理和表面感應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。

　　【發明內容】

　　[0005]本發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·件機械性能較好。

　　[0006]為了實現上述目的，本發明提供一種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中冷卻；其中，D為大于0的數。

　　[0007]優選地，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]優選地，所述淬火冷卻介質為PAG淬火液。

　　[0010]優選地，所述PAG淬火液的濃度為6%_10%。

　　[0011]優選地，所述回火冷卻介質為PAG淬火液。[0012]優選地，所述PAG淬火液的濃度為6%_10%。

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

　　[0014]優選地，所述工件為履帶銷，所述有效尺寸為所述履帶銷的直徑。

　　[0015]優選地，所述履帶銷的直徑為30毫米~70毫米。

　　[0016]在本發明的工件的熱處理方法中，依次對工件進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間進行合理控制，使得工件的組織盡可能充分奧氏體化并最終充分進行馬氏體轉變，并且使工件的金相組織更均勻細小，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間進行合理控制，盡可能消除淬火應力，調整工件的硬度和韌性，得到硬度和韌性均較好的工件，優化工件的機械性能；并且，通過合理控制淬火處理和回火處理中的保溫時間，保證工件的機械性能優良的同時盡可能提高加工效率并降低能耗。

　　[0017]本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

　　【具體實施方式】

　　[0018]以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

　　[0019]本發明提供了一種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中冷卻；其中，D為大于0的數。

　　[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對工件加熱使工件能夠達到的最高溫度，即前述的830 0C~870 0C )、保溫時間以及回火處理中的回火溫度(回火溫度指回火處理時對工件加熱使工件能夠達到的最高溫度，即前述的470°C~520°C)、保溫時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并且共同決定了工件所能達到的硬度和韌度，而保溫時間與工件的有效尺寸有關。

　　[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行馬氏體轉變，并且制得的工件的金相組織不夠均勻細小，直接影響到成品的強度和硬度；而淬火溫度過高則會造成工件表面脫碳嚴重，甚至產生淬火裂紋或造成晶粒異常長大等，也會是成品質量下降；而淬火時保溫時間應該與所選的淬火溫度相配合，保溫時間過短，工件的微觀組織轉變不充分，保溫時間過長，則延長了處理時間并增加了能耗，甚至可能造成晶粒異常長大?；鼗鹛幚碇?，回火溫度過低，淬火組織得不到充分回復和再結晶，無法充分消除淬火應力，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度下降；回火時間同樣應該與所選的回火溫度相配合，保溫時間過短，無法充分消除工件內的淬火應力，保溫時間過長，則延長處理時間并且增大能耗。

　　[0022]因此，在本發明的工件的熱處理方法中，依次對工件進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間進行合理控制，優化工件的金相組織，使工件的強度和硬度提高；然后通過對回火處理中回火溫度和保溫時間進行合理控制，盡可能消除淬火應力，調整工件的硬度和韌性，優化工件的機械性能；并且，根據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間，保證工件的機械性能優良的同時盡可能縮短處理時間并降低能耗，提高加工效率并降低成本。

　　[0023]優選地，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，如果對工件進行加熱的速度過快，會造成工件內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，工件內熱應力增大容易引起變形和開裂，而對工件進行加熱的速度過慢則會延長工序時間并增大能耗，因此，可以合理控制淬火處理和回火處理中對工件進行加熱的速度，優化工件質量并盡可能提供加工效率、降低能耗。

　　[0024]另外，淬火冷卻介質和回火冷卻介質可以選擇本領域技術人員公知的任意適合的介質。優選地，所述淬火冷卻介質為PAG淬火液，42CrMo的淬透性高，選用有機淬火液有利于保證過冷奧氏體充分轉變為馬氏體組織，而且，淬火冷卻介質的選擇直接影響工件在淬火冷卻介質中的冷卻速度，影響淬火后工件的金相組織；進一步優選地，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，成品的強度和硬度下降。另外，本實施方式中，為了縮短加工時間，回火冷卻介質也可以為PAG淬火液，并且所述PAG淬火液的濃度也可以為6%-10%。

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

　　[0026]本發明的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，本實施方式尤其適用于直徑為30毫米~70毫米的履帶銷。

　　[0027]本發明的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、保溫時間、淬火液種類和濃度、加速速度和終冷溫度等，優化了工件的金相組織并縮短了加工時間，將該方法應用于履帶銷的生產后制得的履帶銷強度、硬度、韌性和耐磨能力等均得到提高，組織更均勻細小，履帶銷表面和中心基體的機械性能均得到提高，而且，與現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，提高了生產效率并降低了加工成本。

　　[0028] 以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。

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

　　[0030]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。

　　[0031 ] 下面將結合實施例來具體描述本發明，但本發明的范圍不局限于此。

　　[0032]實施例

　　[0033]對42CrMo履帶銷進行熱處理，實施例1_6中履帶銷的直徑為35毫米，實施例7_12中履帶銷的直徑為50毫米，依次對履帶銷進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間，然后使履帶銷在淬火冷卻介質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間，然后使履帶銷在回火冷卻介質中冷卻至回火終冷溫度。在實施例1-12中的淬火處理中的淬火加熱速度、淬火溫度、淬火保溫時間、淬火終冷溫度以及淬火冷卻介質如表1中所示；在實施例1-12中的回火處理中的回火加熱速度、回火溫度、回火保溫時間、回火終冷溫度以及回火冷卻介質如表2中所示。

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

　　[0035]GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法。

　　[0036]GB/T229-2007金屬夏比缺口沖擊試驗方法

　　[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

　　[0039]表1

　　[0040]

　　【權利要求】

　　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中冷卻；其中，D為大于0的數。

　　2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求1所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述淬火冷卻介質為PAG淬火液。

　　5.根據權利要求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.根據權利要求1所述的42CrMo工件的熱處理方法，其中，所述回火冷卻介質為PAG淬火液。

　　7.根據權利要求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.根據權利要求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中冷卻至10°C~40°C。

　　9.根據權利要求1-8中任意一項所述的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.根據權利要求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 優先權日:2013年12月10日

　　【發明者】劉延斌, 蔣凱歌, 汪斌 申請人:中聯重科股份有限公司