[发明专利]一种GT35钢结硬质合金的热处理方法

说明书

本发明公开了一种GT35钢结硬质合金热处理方法。GT35钢结硬质合金是以CrMo低合金钢为粘结相，质量分数为35%的TiC颗粒为硬质相组成。采用热处理的方法对锻造态合金进行奥氏体化处理、淬火、等温回火和冷热循环综合热处理，得到组织稳定、残余应力小的GT35硬质合金。应用本发明热处理方法的GT35钢结硬质合金与常规处理方法得到的合金相比，降低了硬质合金表面残余应力，提高了合金的硬度，室温放置半年尺寸变化小于0.2‰。

技术领域

本发明涉及一种GT35钢结硬质合金的热处理工艺，属于复合材料热处理加工技术领域。

背景技术

GT35钢结硬质合金具有硬度高、耐磨性好、机加工性能优良等特点，已经广泛应用于航天航空、汽车工业以及工模具等领域，GT35钢结硬质合金是以CrMo低合金钢为粘结相，质量分数为35 %的TiC颗粒为硬质相组成。在航天航空应用领域，GT35材料用于制造惯性制导系统中动压气浮轴承陀螺马达的轴、止推板等重要部件；零部件的微小变化均可能降低器件的可靠性，甚至影响整个惯性系统的运行稳定性。在工模具应用领域，模具材料的变形也会在一定程度上影响产品的质量，降低模具的使用精度和寿命。GT35材料的尺寸稳定性主要受两个方面的影响：一是由于材料在制备与服役过程中基体相易发生马氏体相变、残余奥氏体分解、碳化物析出等组织结构变化。在这些相转变过程中，由于各相比体积的差异，从显微组织稳定性方面影响了材料的尺寸稳定性；二是由于材料在制备、加工及热处理过程中会产生宏观残余应力及微观应力，在长期存放或服役过程中，会发生应力松弛与释放行为，从而降低材料的尺寸稳定性。因而，提高GT35材料尺寸稳定性主要有以下两种途径：一方面是进一步提高材料的组织结构稳定性；另一方面是合理调控材料的残余应力。

因此，研究一种提高GT35钢结硬质合金尺寸稳定性的热处理工艺与方法，综合改善材料组织性能稳定性，从而提高材料的尺寸稳定性，是GT35材料在实际应用推广过程中迫切需要解决的问题。

发明内容

为了更好地控制GT35钢结硬质合金的微观组织，提高其尺寸稳定性，本发明提供一种GT35钢结硬质合金的热处理工艺，经过本发明的热处理工艺处理后的合金组织稳定、残余应力较小，长时间放置尺寸变化小。具体技术方案如下。

一种GT35钢结硬质合金的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、对锻造态的GT35钢结硬质合金进行奥氏体化处理；

2）、对经过步骤1）处理后的GT35钢结硬质合金进行淬火处理；

3）、对经过步骤2）处理后的GT35钢结硬质合金进行等温回火处理；

4）、对经过步骤3）处理后的GT35钢结硬质合金进行冷热循环处理。

进一步地，所述奥氏体化处理工艺为：将锻造态的GT35钢结硬质合金加热至800~1100℃，保温20~100 min。

进一步地，所述淬火处理工艺为：将奥氏体化处理后的GT35钢结硬质合金进行油淬处理，油温为20~40℃，淬火试样与淬火介质的质量比为1:30到1:35，淬火时间为5~10min。

进一步地，所述等温回火处理工艺为：将淬火后的GT35钢结硬质合金加热至150~300℃，保温0.5~12 h，空冷。

进一步地，所述冷热循环处理工艺为：将回火处理后的GT35钢结硬质合金冷却至-40~-196℃，保温0.5~4 h，随后加热至80~250℃，保温0.5~6 h，如此冷热循环处理2~12次。

进一步地，经过上述步骤4）处理后的GT35钢结硬质合金在室温条件下放置半年，产品尺寸变化小于0.2 ‰。

进一步地，经过上述步骤4）处理后的GT35钢结硬质合金的硬度为970 ~ 1050 HV。