[发明专利]一种降低GT35钢结硬质合金残余应力并提高其硬度的方法

说明书

本发明涉及一种降低GT35钢结硬质合金残余应力并提高其硬度的方法，属于复合材料加工技术领域。本发明以锻造态的GT35钢结硬质合金为原料，对原料直接进行应力时效处理，得到产品；所述应力时效处理时，对原料加载的拉应力为200～400MPa，温度为50～300℃，时间大于0.5h。本发明所得产品表面残余应力下降幅度为86～218MPa、合金的硬度提高幅度为157～260MPa，本发明简化了GT35钢结硬质合金的处理工艺，所得产品性能优良，为GT35钢结硬质合金低成本应用提供了必要条件。

技术领域

本发明涉及一种降低GT35钢结硬质合金残余应力并提高其硬度的方法，属于复合材料加工技术领域。

背景技术

由于钢结硬质合金具有高硬度、高强度、低密度以及低热膨胀系数等优异综合性能，被广泛应用于工模具、战略武器、航空航天等领域。在合金的使用过程中，合金变形会造成器件精度的降低，影响产品的质量，而且会降低精密器件的使用寿命；含质量分数为35％的TiC 增强钢结硬质合金合金在航空航天领域主要用于制造马达轴承、端盖等核心零部件，零部件的微小变形会影响惯性器件的精度和可靠性。钢结硬质合金的尺寸稳定性主要受到微观组织和残余应力的影响，合金在服役过程中发生的残余奥氏体转变、第二相析出等显微组织转变会造成合金体积的变化，从而影响合金的尺寸稳定性。合金在制备和热处理过程中产生的残余应力在长期存放过程中会发生应力松弛，这也会造成合金的尺寸发生改变。因此提高钢结硬质合金的尺寸稳定性可以通过提高组织结构稳定性和降低合金残余应力两个方面进行调控。

发明人在前期研究过程，开发了一种以GT35钢结硬质合金为原料，对原料进行淬火处理后进行应力回火处理的工艺并发表了专利CN201711354239.9；该专利在进行应力回火时，对接的是淬火处理；但发明人研究发现：锻造处理后的钢结硬质合金中的硬质相TiC颗粒在外力作用下已经被破碎细化，复杂的碳化物桥接相被消除，合金中的缺陷在锻打中被焊合，硬质相分布较锻造前更为均匀，合金的机械性能得以明显提高。基于上述发现：发明人提出了一种设想：能否直接利用锻造态的钢结硬质合金，经应力时效后得到可直接用于工模具等相关器件的制备与使用的钢结硬质合金。基于上述设想展开了实验并进行了优化，进而得出了本发明。

发明内容

为了大幅度降低合金中的残余应力并同时大幅度提升其硬度，本发明设计了一种降低 GT35钢结硬质合金残余应力并提高其硬度的方法。本发明以锻造态的GT35钢结硬质合金为原料。直接对其进行该应力时效处理后，合金中亚稳的残余奥氏体基本消失，组织变得更为稳定。所得产品的残余应力较小且硬度得到显著的提升。

本发明一种降低GT35钢结硬质合金残余应力并提高其硬度的方法；

以锻造态的GT35钢结硬质合金为原料，对原料直接进行应力时效处理，得到产品；所述应力时效处理时，对原料加载的拉应力为200～400MPa，温度为50～300℃，时间大于0.5h。

作为优选方案，将锻造后的GT35合金加载200～300MPa的拉应力并在100～300℃保温 8～36h。

作为进一步的优选方案之一，本发明一种降低GT35钢结硬质合金残余应力并提高其硬度的方法；其实施方案为：

将锻造态的GT35合金直接进行应力时效处理，应力时效处理时：加热温度为100-200℃，加载应力为220-300MPa，加载时间为6-24h，得到样件；所述样件表面的残余应力为-52～-135MPa，硬度为1000-1054HV。所述锻造态的GT35合金表面的残余应力为 -253～-270MPa，硬度为810～846HV。

作为更进一步的优选方案之一，本发明一种降低GT35钢结硬质合金残余应力并提高其硬度的方法；其实施方案为：

将锻造态的GT35合金直接进行应力时效处理，应力时效处理时：加热温度为150℃，加载应力为250～300MPa，加载时间为8h，得到样件。