[发明专利]一种薄壁环形类渗碳直淬零件的热处理方法

说明书

本发明公开了一种薄壁环形类渗碳直淬零件的热处理方法，其特征在于，步骤包括：a.锻造成型，将圆钢原料加热后经模锻、冲孔、辗扩后成型；b.余热淬火，将终锻后的红热锻坯快速转移至保温炉中冷却，将锻坯在840～930℃时进行出炉淬火；c.两段式高温回火，淬火后的两小时内，先将锻坯放入600～680℃的电阻炉中保温1～1.5h后出炉冷却至室温；再将锻坯放入730～750℃的电阻炉中保温1.5～2h后出炉冷却至室温；d.锻坯进行粗加工处理、精加工处理、渗碳处理、亚温淬火处理、低温回火处理。本发明利用两段式高温回火使锻坯不同部位的金相组织更趋于一致，为细致均匀的球粒状组织；缩短了生产周期，且生产出的环形薄壁类渗碳零件各部位组织更为均匀，渗碳淬火变形得到有效控制。

技术领域

本发明涉及低碳钢的热处理，具体地指一种薄壁环形类渗碳直淬零件的热处理方法。

背景技术

目前，变速箱薄壁环形类渗碳零件常采用压淬工艺来控制渗碳淬火后的热处理变形，但压淬设备投入成本高，生产效率低，严重降低渗碳炉的产能。因此，由压淬工艺改直淬工艺是提高产能的必经途径。通过技术优化方案设计，如调整渗碳工艺参数、优化淬火夹具和零件装载方式等途径，开发并实现直淬工艺。然而，某些薄壁环形类零件在采用直淬工艺后的热处理变形不合格率仍居高不下，可达5-12％，需要对其进行进一步的优化和控制。在影响渗碳直淬零件热处理变形的因素中，往往集中在渗碳淬火方面，容易忽视锻坯预先热处理对热处理变形的影响。

国内对需渗碳热处理的环形钢制零件的锻坯预处理采用等温正火或锻造余热等温正火工艺。通过控制等温正火工艺参数，使珠光体转变在等温温度下进行，有效地控制先共析铁素体、贝氏体、马氏体等不良组织产生。由于材料化学成分、冶金偏析、成型方式及等温正火工艺等因素的影响，特别是含镍含钼渗碳钢，锻坯各部位形成的金相组织很难均匀一致，局部甚至会出现少量的贝氏体和马氏体，使得零件在后续渗碳过程中热处理变形难以控制。

由于现有技术缺点为：1.薄壁环形类零件渗碳后采用直淬工艺，不合格率较高，需要对不合格件进行压淬工艺返修，成本增加。2.锻坯预处理采用等温正火或锻造余热等温正火工艺，锻件各部位组织没有达到均匀一致，随后的渗碳淬火过程中组织均匀性差，导致零件各部位有效硬化层深波动较大。因此，需要开发出一种薄壁环形类渗碳直淬零件的热处理方法，有效控制薄壁环形类零件渗碳直淬后的热处理变形。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种工艺简单、组织均匀、有效控制热处理变形的薄壁环形类渗碳直淬零件的热处理方法。

本发明的技术方案为：一种薄壁环形类渗碳直淬零件的热处理方法，其特征在于，步骤包括：

a.锻造成型

将圆钢原料加热后经模锻、冲孔、辗扩后成型为环形零件锻坯，终锻温度控制为980～1080℃；

b.余热淬火

利用锻造余热，将终锻后的红热锻坯快速转移至保温炉中冷却，将锻坯在840～930℃时进行出炉淬火；

c.两段式高温回火

淬火后的两小时内对锻坯进行两段式高温回火：先将锻坯放入600～680℃的电阻炉中保温1～1.5h后出炉冷却至室温；再将锻坯放入730～750℃的电阻炉中保温1.5～2h后出炉冷却至室温；

d.锻坯进行粗加工处理、精加工处理、渗碳处理、亚温淬火处理、低温回火处理。

优选的，步骤a中，圆钢原料加热至1150～1250℃后经模锻、冲孔、辗扩后成型为环形零件锻坯。

优选的，步骤b中，淬火介质为65℃的PAG水基淬火剂或淬火油。