[发明专利]碳钢薄壁环件淬火弧形裂纹的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于热处理淬火领域，尤其是涉及一种碳钢薄壁环件淬火弧形裂纹的处理方法。

背景技术

碳钢薄壁环件淬火过程中最容易在零件有棱角、凸台、尖角等形状突变处产生弧状裂纹，这主要是因为工件本身结构特点(壁厚不均匀、有凸台或棱角)，以及工件表层脱碳层的深度、均匀性的影响，当脱碳层深度在工件表面各个位置存在不一致时，就会产生工件局部冷速高，而相交界的位置冷速又很低。当这种情况存在时，淬火过程中就会产生局部组织快速转变为马氏体，而在脱碳层较厚的位置产生贝氏体或珠光体。又由于马氏体转变时应力远大于贝氏体和珠光体转变，使得工件在淬火时产生明显的组织不均匀，造成工件内部应力相互撕扯，导致工件淬火弧状剥离裂纹的产生。对该种裂纹的处理，常规措施是以增加工艺结构圆角，减少形状突变入手，但因为工件的结构特点，工件局部突变的形状是不容许改变的，消除裂纹的效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是：解决现有技术对淬火弧形裂纹的技术问题，克服现有技术的不足，通过调整工件淬火前各工序的过程控制参数，有效地降低淬火前工件表面脱碳层深度，提高淬火冷却过程中工件整体冷速的均匀性的办法，提出一种减少或消除淬火弧形裂纹产生的新理念和方法。

为了实现上述目的，本发明碳钢薄壁环件淬火弧形裂纹的处理方法，其技术方案是：

1、降低工件的始锻温度和加热时间进行锻造：

锻造的原材料为60#钢，工件加热采用350KW中频感应加热炉加热，在锻工技能满足的前提下，降低加热温度，从1050℃～1100℃改为1000℃～1050℃；提高加热锻造节拍，从12秒改为10秒；缩短加热时间，从192秒改为160秒，有效降低锻造过程中脱碳层的深度。具体见下表

  加热温度  加热节拍  加热时间  脱碳层深度  现有工艺  1050℃～1100℃  12秒  192秒  0.1～0.2mm  本发明工艺  1000℃～1050℃  10秒  160秒  0.05～0.1mm

从表中的技术参数对比可见，新发明工艺在锻造过程中脱碳层深度能控制在0.05～0.1mm。

2、采用氮气气氛保护正火：

工件正火采用110KW井式炉正火，通入氮气气氛保护，氮气流量控制在1～2m³/h，正火温度确定在820℃，出炉温度控制在700℃，正火总体时间为7小时，保温1.5小时出炉自然空冷至室温。

由于在保证正火金相组织合格的前提下，采用氮气气氛保护正火，降低正火温度和保温时间，所以，能有效控制正火工序工件表面脱碳层的深度为0.05～0.15mm。

3、采用网带式传送连续炉进行调质处理，并使用氮气和甲醇组合气氛保护进行淬火：

采用网带式传送连续炉进行调质处理，即淬火→回火连续生产线。详细参数见下表。