[发明专利]一种高破片率58SiMn钢弹体整体感应热处理工艺方法

说明书

本发明公开了一种高破片率58SiMn钢弹体整体感应热处理工艺，该工艺包括感应淬火和感应回火。弹体感应淬火加热在步进卧式可控硅中频感应加热炉内进行，加热功率135KW～150KW，频率1000Hz，功率因数0.95～0.99，淬火加热温度880℃～920℃，每发弹体淬火加热时间20分钟～24分钟。淬火加热后弹体在L‑AN32低损耗系统用油中淬火冷却。感应回火是弹体在步进卧式可控硅中频感应加热炉内进行加热,加热功率100KW～120KW，频率1000Hz，功率因数0.95～0.99，加热温度540℃～600℃，加热时间40分钟，回火加热后出炉水冷。本发明的优点在于弹体晶粒细化、少氧化、少脱碳、生产效率高、弹体屈服强度（Rp0.2）在635MPa～760MPa之间，断面收缩率（Z）不小于30%。

技术领域

本发明属于钢材感应热处理领域，具体涉及一种高破片率58SiMn钢弹体整体感应热处理工艺。

背景技术

58SiMn、50SiMnVB和60Si2MnCr为国军标GJB1492A-2018《高破片率弹体用钢棒规范》中规定的三种弹体材料。58SiMn钢棒交货状态为热轧，标准无此钢推荐热处理制度，实际生产中不同尺寸的弹体及零件是利用该材料不同尺寸规格的钢棒直接机械加工成型。按照《高破片率弹体用钢棒规范》（GJB1492A-2018）规定：边长（方钢）或直径（圆钢）不小于115mm规格的58SiMn钢棒纵向力学性能为下屈服强度（Rel）不小于420MPa、断面收缩率（Z）不小于15%。公司近几年研制开发两款新产品，弹体材料均为58SiMn钢，最大直径分别为124mm和133mm,设计计算弹体力学性能分别为Rp0.2≥620MPa、Z≥20%和Rp0.2≥585MPa、Z≥20%，58SiMn钢不通过热处理Rp0.2和Z达不到技术指标要求，为保证弹体力学性能达到设计计算的强度值，必须自己确定工艺制度对由58SiMn热轧钢棒制成的弹体进行热处理以提高其屈服强度和塑性。目前国内大口径炮弹制造行业，弹体热处理通常采用周期式（或连续式）电阻炉，使用最普通的热处理方式来完成。该工艺方式弹体淬火加热时间较长、氧化重、脱碳重、能耗高、生产效率低、热处理后晶粒较粗大力学性能较低。感应热处理具有加热速度快、电能消耗小、少氧化、少脱碳、无污染、工件变形小且易于实现机械化和自动化等优点，是一种先进的金属热处理方法。感应热处理已广泛应用于汽车零部件锻造和表面热处理等行业，应用于高破片率炮弹钢整体热处理是技术空白。

发明内容

为此，本发明的目的是提供一种高破片率58SiMn钢弹体整体感应热处理工艺，该工艺不仅能够提高58SiMn钢弹体热处理后力学性能，同时能提高生产效率及降低生产成本。

为解决上述问题，本发明采取以下技术方案：

一种高破片率58SiMn钢弹体整体感应淬火热处理工艺，其特征在于：包括感应淬火和感应回火；所述感应淬火是将弹体预先头尾相接地放置在步进卧式可控硅中频感应加热炉内,通电加热12分钟～15分钟，加热功率135KW～150KW，电源频率1000Hz,而后依次以1发/2.5～3分钟的节拍用推料气缸向感应炉内推送弹体，淬火加热温度880℃～920℃，每发弹体淬火加热时间20分钟～24分钟，感应淬火加热后的弹体依次放入旋转式六工位淬火冷却机中进行冷却，淬火介质为L-AN32低损耗系统用油，油温20℃～80℃；所述感应回火是将弹体预先头尾相接地放置在步进卧式可控硅中频感应加热炉内，通电加热10分钟～13分钟，加热功率100KW～120KW，电源频率1000Hz,而后依次以1发/5分钟的节拍用推料气缸向炉内推送弹体，回火加热温度540℃～600℃，每发弹体回火加热时间40分钟，回火加热后出炉水冷；按此工艺热处理的弹体屈服强度Rp0.2在635MPa～760MPa之间，断面收缩率（Z）不小于30%。

本发明弹体采用整体感应热处理与用周期式（或连续式）电阻炉普通热处理相比具有以下特点: