[发明专利]一种硼钢渗碳前的预先热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硼钢渗碳前的预先热处理方法。

背景技术

硼钢指为提高淬透性而加入微量硼的钢。硼是我国非常富有的元素之一，因其有显著提高淬透性的作用能替代多种重要的合金元素，经济价值很大，因此发展硼钢的意义很大。硼钢主要用于渗碳零件、调质处理方面，如20MnVB，一般应用于制造汽车中小型齿轮，生产工艺主要为锻造、正火预先热处理、齿轮粗加工、渗碳+调质处理、精加工。硼钢零件在热锻之后，机加工和渗碳之前往往要进行预先热处理，现有的硼钢渗碳前的预先热处理多为正火处理。正火处理过程中，析出的Ti(C、N)或AlN较少，在随后渗碳过程中阻止晶粒长大较弱，此外，硼钢正火处理后得到的组织多为铁素体+珠光体+粒状贝氏体混合组织，在珠光体团边界上新生奥氏体形核数量少，但在贝氏体组织内形核数量多，这种原始组织的奥氏体起始晶粒度极不均匀；另外，γ/α界面上有弥散的TiC、Ti(C、N)，而贝氏体区只有渗碳体颗粒存在，再加热时就会出现第二相大小分布的不均匀性。上述因素都导致正火处理后硼钢工件渗碳处理后渗碳层极易出现晶粒粗大(小于6级)且混晶，导致零件变形、开裂，严重制约了硼钢的应用。

发明内容

为了克服现有硼钢渗碳前的预先热处理方法的上述不足，本发明提供一种硼钢渗碳前的预先热处理方法，用本方法避免硼钢零件在渗碳+调质处理后渗碳层出现由于晶粒粗大且混晶而导致零件变形、开裂。

本硼钢渗碳前的预先热处理方法包括下述依次的步骤：

I热处理

a 将棒料(也可是块料)装入炉中；

b 通电以平均每分钟15±4℃加热至1200±10℃，透烧后保温30±5分钟；

c 打开炉门取出棒料自然冷却到室温；

d 将棒料放在炉中，通电以平均每分钟15±4℃加热至920±10℃，透烧后保温60±10分钟；

e 断电，棒料在炉中随炉冷却到660±10℃，保温60±5分钟；

f 棒料随炉冷却到500℃以下出炉自然冷却至室温。

上述的硼钢渗碳前的预先热处理方法，其特征是：在步骤f后，进行晶粒度检验，每批抽检不少于2个，按照GB6394标准进行渗碳层晶粒度检验，渗碳层晶粒细小、均匀，晶粒度级别为7-8级。

本硼钢渗碳前的预先热处理方法，得到细小的铁素体和珠光体组织作为随后渗碳处理的原始组织，保证奥氏体起始晶粒度较均匀；另外，退火时析出的TiC、Ti(C、N)，细小、弥散，显著抑制渗碳处理时奥氏体晶粒长大，因此，硼钢工件渗碳处理后渗碳层晶粒细小、均匀，晶粒度能达到8级，完全满足标准和使用不小于6级的要求。可避免硼钢在渗碳+调质处理后渗碳层出现晶粒粗大(小于6级)和混晶导致零件变形、开裂，使硼钢得到更好的应用。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例一

本实施例是16MnCrB5(欧标EN10084)钢。

化学成分的重量百分比为：

C：0.14-0.19；  Si≤0.40；    Mn：1.00-1.30；    Cr：0.8-1.1；

P≤0.025；      S≤0.035；    B：0.0008-0.0050单位

其余为Fe与不可避免的杂质。

本实施例的化学成分的质量百分比为：

C 0.18；    Si 0.29；    Mn 1.16；    Cr 1.02；    B 0.0014；

P 0.020；   S 0.009；其余为Fe与不可避免的杂质。

材料的形状直径φ30mm长30mm的棒料，10根。

具体步骤依次如下：

I热处理

a 将棒料装入箱式炉中；

b 通电以每分钟15℃升温至1200℃，保温30分钟；

c 打开炉门，取出棒料自然冷却到室温(30℃以下)维持20分钟以上；

d 将棒料放在炉中，通电以每分钟15℃升温至920℃保温60分钟；

e 断电，棒料在炉中缓漫冷却到650℃保温60分钟；

f 打开炉门，取出棒料，自然冷却到室温(60℃以下)。