[发明专利]中碳非调质钢锻后控温冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢件锻后控制冷却技术领域，具体涉及一种中碳非调质钢锻后控温冷却方法。

背景技术

非调质钢锻件采用锻造形变强化和热处理强化方法，锻后空冷或风冷，采用少加热或者无加热控温冷却工艺调整锻件的硬度、金相组织和力学性能，达到锻件的性能要求。非调质钢锻件最主要的特点是制造成本低、机加工性能好以及尺寸变形小等，在曲轴、连杆、转向节、柴油喷射系统和三代轮毂等产品中，非调质钢都有大量应用。

常规的非调质钢锻件控温冷却工艺为：锻后空冷或风冷至400℃以下装筐空冷，其性能受材料成分、锻造工艺和控冷工艺影响，当力学性能要求较高特别是对冲击韧性有要求时，常规控温冷却工艺受空冷或风冷冷却速度低的限制，性能调整范围窄，而在高温段采用雾冷的方法，虽然能提高硬度、强度和冲击韧性，但是由于雾冷容易在零件表面产生马氏体、贝氏体等异常组织影响机加工性能，高温段雾冷存在产品性能不稳定的缺陷。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用调整范围较宽，既不影响锻件的机加工性能，又能够有效提高锻件的强度和冲击韧性的中碳非调质钢锻后控温冷却方法。

为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：

中碳非调质钢锻后控温冷却方法，包括如下步骤：

步骤一，将锻造后的锻件空冷或风冷至460±20℃；

步骤二，将步骤一空冷或风冷后的锻件喷雾冷却至200±20℃；

步骤三，将步骤二喷雾冷却后的锻件空冷至室温。

其中，

步骤一中，采用风冷方式时，冷却速度尽量不大于1.5度/秒，最好控制在1～1.5度/秒，以改善锻件金相组织的均匀性，提高产品的性能稳定性；

步骤二中，采用喷雾冷却方式时，冷却速度最好不小于20度/秒。

作为优选，将锻造后的锻件空冷或风冷至460±10℃，然后喷雾冷却至200±10℃。以460℃作为临界点，在460℃以上高温阶段采用空冷或风冷的低速冷却方式，在不影响锻件晶粒组织的前提下，在460℃以下低温阶段采用雾冷提高冷却速度，从而提高锻件的强度和冲击性能，提高产品稳定性。

本中碳非调质钢锻后控温冷却方法，具有至少以下有益效果：可以避免在高温阶段雾冷时产品表面容易产生马氏体或贝氏体等异常组织缺陷的问题，通过在460±20℃之后的低温阶段进行喷雾冷却的快冷方式，在不影响锻件的金相组织和机加工性能的前提下，利于提高锻件的强度和冲击性能，利于提高产品的性能稳定性。具有工艺适用范围宽、产品强度和冲击韧性好、工艺可操作性和稳定性好等优点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例中控温冷却设备的结构示意图；

图2是本发明锻后控温冷却方法与现有技术中锻后控温冷却方法的锻件温度变化对比曲线图。

图中：11-设备入口；12-冷却风机；13-温度检测仪；14-雾冷水管；15-设备出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

下面以中碳非调质钢棒料为例，说明本发明中碳非调质钢锻后控温冷却方法。

(1)下料：采用锯床或剪料机等设备对棒料进行下料加工；

(2)中频加热：按照工艺参数对棒料进行加热，加热温度1150～1250℃，加热节拍10～30秒；

(3)模锻：将中频加热好的棒料放入模具中锻造成型；

(4)切边：切除热锻件飞边；

(5)热整形：热锻件在整形模上整形调整尺寸；

(6)将经过上述步骤锻造后的锻件采用本发明控温冷却方法进行控温冷却；请参考图1和图2，包括如下步骤：

步骤一S1，将锻造后的锻件从控温冷却设备的设备入口11置入，根据工艺参数调整冷却风机12运行速度和冷却系统，在温度检测仪13的检测下，风冷至460±20℃，如果能控制在460±10℃最好，以460℃作为高低温段分界点，采用不同冷却速度，既可以避免在高温阶段雾冷时产品表面容易产生马氏体或贝氏体等异常组织缺陷的问题，又利于提高锻件的强度和冲击性能；冷却速度尽量不大于1.5度/秒，最好控制在1～1.5度/秒，以进一步改善锻件金相组织的均匀性，提高产品的性能稳定性；当然也可以采用空冷方式实现上述效果。