[发明专利]一种30CrMnSiA零件的光亮热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料热处理技术领域，特别是涉及一种30CrMnSiA零件的光亮热处理方法。

背景技术

30CrMnSiA材料是一种低合金结构钢，是航空航天制造业最广泛使用的一种调质钢，在淬火+高温回火热处理后具有较高的强度和韧性。当设计要求抗拉强度1080MPa～1275MPa(换算成硬度为35～41HRC)时，通常是先零件精加工至接近成品状态后热处理，热处理后再加工该零件精度高的重要尺寸，获得图纸所要求的尺寸和外观，最终在成品状态下进行电镀处理。如果热处理工序能保证零件的尺寸和外观，零件就可以在成品状态下热处理后直接进行电镀处理。

目前常采用两种热处理方法来处理30CrMnSiA零件，方法一是真空炉淬火后再使用真空炉回火，该方法处理的零件外观光亮，但存在如下缺点：淬火变形难以控制，变形后校正难度大；淬火和回火加热时间较空气电阻炉和盐浴炉要长。方法二是：中温盐浴炉淬火后再使用硝盐炉回火，该方法处理的零件不易氧化，能保证零件的尺寸和外观，但存在如下缺点：淬火后零件表面油污难以清洗干净；回火后零件外观不光亮；通过酸洗后可使零件光亮，但易诱发零件产生氢脆。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有热处理方法的热变形难以控制、热处理效率不高或者热处理后零件表面难以清洗、外观不够光亮的缺陷，提供一种效率高、热变形小的30CrMnSiA零件的光亮热处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

   本发明30CrMnSiA零件的光亮热处理方法，包括如下步骤：

（1）淬火：将干燥的零件浸入中温盐浴炉中，在880～900℃下进行淬火加热，淬火保温时间按tz=(3～5)min+δD计算，保温结束后，将零件置于20～80℃的机油中冷却，其中，tz是淬火保温时间，单位为min，δ是淬火保温时间系数，取0.4～0.7，单位为min/mm，D是零件的有效厚度或直径，单位为mm；

（2）将冷却后的零件清洗；

（3）回火：回火温度为480～540℃，将NaOH坩埚碱浴炉升温至高于回火温度30～40℃，再降温至回火温度，在加热前和连续加热过程中，按照28～32g/m³·h的比例加入亚铁氰化钾（m³为碱浴容积），将零件放入坩埚碱浴炉内回火，回火保温时间为15～30min，保温结束后转移至水冷，转移时间不大于5s，水冷后硬度合格的零件进行后续加工。加入亚铁氰化钾可以及时清除坩埚碱浴炉的浮渣。

上述光亮热处理方法的步骤（1）中，所述干燥的零件的干燥方法为：将零件放入化学除油槽中除油后于150～250℃烘干。在保温结束后，将零件置于20～80℃的20号或30号机油中冷却不少于2min。

前述30CrMnSiA零件的光亮热处理方法的步骤（2）中，所述清洗为：首先将零件放入化学除油槽中除油，然后在80～100℃的热水槽中清洗10～20min，最后冷水清洗。

前述30CrMnSiA零件的光亮热处理方法的步骤（3）中，亚铁氰化钾的加入比例优选为30g/m³·h。

前述热处理方法中，在进行化学除油槽除油时，化学除油槽的配方为氢氧化钠6～10％、碳酸钠3～6％、硅酸钠1～3％，余量为水，含量为质量百分含量。

与现有技术相比，本发明将30CrMnSiA零件经盐浴淬火、碱浴回火热处理，处理后的零件外观光亮，呈现出金属的浅灰色，无需酸洗，并且本发明热处理方法能保证零件的尺寸和外观，零件在成品状态下热处理结束后可直接进入电镀处理，而热处理后的强度也能很好的达到设计要求，因为热处理后零件无需酸洗或者进行变形校正，所以能够缩短工艺同期、提高生产效率、降低能耗。

附图说明

图1为30CrMnSiA材料的支臂结构示意图，该零件的有效厚度取5mm；

图2为图1的剖视图；

图3为30CrMnSiA材料加工制造的螺栓零件图，该零件的有效直径取12mm。

具体实施方式

实施例1：图1和图2所示支臂的热处理

（1）除油：将支臂放入80℃的化学除油槽中浸泡15分钟后用棉纱擦洗，然后用80℃热水清洗，最后用冷水清洗；化学除油槽配方为：氢氧化钠8％，碳酸钠4％，硅酸钠2％，余量为水，含量为质量百分含量；

（2）烘干：用铁丝绑扎支臂，槽端向下，然后于150℃烘干；