[发明专利]热处理调质方法

说明书

技术领域：

本发明属于金属热处理领域，特别是涉及一种热处理调质方法。

背景技术：

铸件由于在钢水凝固过程中产生结晶缺陷，又不可能通过轧制去消除，因此铸件的力学性能，尤其是塑性指标相对型材而言较差，而稳定和提高其力学性能中的塑性指标便成为亟待解决的一个课题。

长期以来，现有技术中铸件在铸后的热处理方面大致有以下几种工艺方法，以期使上述的问题得到较好解决：

1、高温扩散：目的是使结晶均匀化，最大限度消除结晶偏折，力图改变杂质的分布方式，但是由于铸件需在1200～1300摄氏度保温24小是以上，因此对设备的要求很高，且工艺成本较高，现已多不采用；

2、循环热处理：铸件产品经多次降温阶梯快速加热和冷却以达到细化组织而提高塑性，但因工艺过程较复杂，受到铸件的几何尺寸、大小及加热设备所限，难以在实际生产中实现批量操作；

3高温正火加调质：是现有技术中使用较普遍的工艺方法，但因温度和保温时间所限，其改善铸件塑性指标的效果仍不理想；

4正火加亚温淬火调质：目的是通过细化组织和调整杂质分布方式的途径来提高和改善塑性，但工艺效果波动性较大，导致成品率较低。

发明内容：

本发明针对以上问题提供一种设备要求低、工艺过程简单、工艺成本低、可实现批量操作、得到塑性指标较理想及成品率高的热处理调质方法。

本发明解决以上问题所用的技术方案为：一种热处理调质方法，它包括以下步骤：

①将铸件放入加热炉，加热到AC₃以上保温，保温时间根据铸件厚度计算而定，计算公式为：铸件厚度/保温时间＝1.5～2mm/min；

②保温后，将铸件取出放入冷却介质中冷却；

③将冷却后的铸件重新放入加热炉，加热到AC₁～AC₃之间的温度保温，保温时间根据铸件厚度计算而定，计算公式同步骤①；

④保温后，将铸件取出放入冷却介质中冷却；

⑤将冷却后的铸件重新放入加热炉，加热到500℃～AC₁之间的温度保温，保温时间根据铸件厚度计算而定，计算公式为：铸件厚度/保温时间＝2.5mm/min；

⑥保温后，将铸件取出放在空气中冷却。

采用以上方法后，本发明与现有技术相比，由于在淬火前，铸件首先被加热到AC3以上后冷却得到了非平衡组织(非平衡组织是指材料的组织不是珠光体+铁素体)；且在淬火时，铸件是被加热到双相区(此处的双相区是指铁碳平衡相图中的铁素体+奥氏体区)的，在最后的高温回火后，铸件的塑性指标较好；同时在工艺过程中使用的均是现有技术通用的设备。因此本发明设备要求低、工艺过程简单、工艺成本低、可实现批量操作、得到塑性指标较理想及成品率高。

具体实施方式：

以下结合具体实施实例，对本发明做进一步描述：

实施例1(以25#铸件为例)

一种热处理调质方法，它包括以下步骤：

①将铸件放入加热炉，加热到900～950℃之间的温度保温，保温时间根据铸件厚度计算而定，计算公式为：铸件厚度/保温时间＝1.8mm/min，目的是为得到非平衡组织，因为铸件由于在非平衡组织奥氏体化过程的形核特点而组织超细化，界面比增大；

②保温后，将铸件取出放入水中冷却；

③将冷却后的铸件重新放入加热炉，加热到760～780℃之间的温度保温，保温时间根据铸件厚度计算而定，计算公式同步骤①，目的是为了在双相区加热，因为在此加热过程中保留部分铁素体，利用杂质元素在α相溶解度大的机理，使杂质溶入晶体内，减少杂质在晶界的分布量，从而提高铸件的塑性；

④保温后，将铸件取出放入水中冷却；

⑤将冷却后的铸件重新放入加热炉，加热到500～760℃之间的温度保温，保温时间根据铸件厚度计算而定，计算公式为：铸件厚度/保温时间＝2.5mm/min；

⑥保温后，将铸件取出放在空气中冷却。

本发明处理后的铸件试验数据(静拉伸试验方法采用GB 288-1987)表：

从以上表中的数据对比可知，本发明处理后的铸件的塑性要明显好于相同材料的型材。而按常规工艺得到的25#铸件在相同的强度条件下的延伸率≤24％、收缩率≤45％，因此塑性不如本发明处理得到的铸件。

实施例2(以30#铸件为例)

一种热处理调质方法，它包括以下步骤：