[发明专利]一种粉末不锈钢组织均匀化工艺

说明书

一种粉末不锈钢组织均匀化工艺，涉及金属材料热处理技术领域，其包括高温固溶改善碳化物的形态和粒度，油冷避免过饱和奥氏体析出碳化物，再度使球粒化的碳化物角状化，高温回火获得基体为细珠光体的原始组织，这样就不会把粗晶组织遗传下去，空冷减小模具变形，循环细化改善高温固溶处理后的基体奥氏体晶粒度，空冷减小模唇的变形，气冷淬火减小模唇变形和两次回火降低模唇的内应力并使残余奥氏体进一步转变，本发明通过上述工艺流程达到增加零件的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性能，从而增加粉末合金的使用范围。

技术领域

本发明涉及金属材料热处理技术领域，特别是涉及一种粉末不锈钢组织均匀化工艺。

背景技术

粉末冶金是制取金属材料的一种冶金方法，也是机器零件的一种加工方法。它是少无切削加工工艺之一，可用于制造其他方法难以成形的零件和各种精密机器零件。粉末冶金的多孔性可浸入润滑油，提高耐磨性。同时粉末冶金密度较低，晶粒较大，在烧结过程中二次碳化物容易形成网状或半网状，这些因素都会降低粉末冶金的硬度和其它力学性能降。这些不利因素限制了粉末合金的使用范围。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种粉末不锈钢组织均匀化工艺，该粉末不锈钢组织均匀化工艺能够增加零件的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性能，从而增加粉末合金的使用范围。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种粉末不锈钢组织均匀化工艺，包括以下步骤：

1）将粉末材料进行高温固溶，高温固溶保温结束后进行油冷；

2）油冷后进行高温回火，高温回火保温结束后进行空冷；

3）空冷后进行循环细化，循环细化保温结束后进行空冷；

4）空冷后进行淬火处理，淬火处理加热保温结束后进行气冷；

5）气冷后进行回火处理。

进一步的，在步骤1）中，粉末材料进行高温固溶为粉末材料放进模具中再放入ZC2-65真空炉中加热保温，保温温度为1120±10℃，保温时间为90-150min，油冷为在真空淬火油中冷却。其中在真空中加热能够很好的防止氧化，保证高温固溶过程中成型的零件表面光洁度。高温固溶可以改善碳化物的形态和粒度，二次碳化物在晶界呈网状分布，颗粒大小不一，在接近熔点的高温固溶后，较大的二次碳化物颗粒溶解变小，较小颗粒全部溶解，未溶的碳化物数量变少，形态趋于球粒化，二次碳化物网得到消除，但晶粒变得粗大。保温结束后采用快速的油冷能够避免过饱和奥氏体析出碳化物，再度使球粒化的碳化物角状化。

进一步的，在步骤2）中，高温回火为放进真空炉中加热保温，保温温度为750±10℃，保温时间为150-210min，空冷为在静止的空气中自然冷却。高温回火的作用是为了不把高温固溶时获得的奥氏体粗晶粒遗传下去，急冷产物不允许是不平衡组织，经过高温回火，获得基体为细珠光体的原始组织，这样就不会把粗晶组织遗传下去。空冷为在静止的空气中自然冷却，空冷的冷却速度较小，故模具的变形也较小。

进一步的，在步骤3）中，循环细化为放进真空炉中加热保温，保温温度为950±10℃，保温时间为60-120min，空冷为在静止的空气中自然冷却。循环细化目的是为了改善高温固溶处理后的基体奥氏体晶粒度，在最终热处理前增加一次低温淬火。采用空冷的方式是为了减小模唇的变形。

进一步的，在步骤4）中，淬火处理为放进真空高压气淬炉中加热保温，保温温度为1020±10℃，保温时间为90-150min，气冷为往真空高压气淬炉中通入氮气进行冷却。模唇经过循环细化后，再做最终淬火处理。为了减小模唇变形，在VGQ-240-10真空高压气淬炉中保温、冷却。