[发明专利]一种钢工件的热处理工艺

权利要求书

1.一种钢工件的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、正火处理：

S11正火：将待加工钢工件送入电炉内加热至880±10℃，保温6～9小时；

S12空冷：将正火热处理后的钢工件从炉内取出，空冷至钢工件的表面温度降至600～650℃；

S13保温处理：将钢工件送入电炉内并关闭炉门，使钢工件芯部温度继续外散，钢工件利用自身余热保温，并使炉内温度上升；

当炉内温度高于700℃时，重复上述S12；

当炉内最终温度处于675℃～690℃，则执行S14；

S14随炉冷却：钢工件在炉内随炉自然冷却；

S2、渗碳：

S21强渗处理：将S1处理的工件转至渗碳炉内，升温至900～930℃强渗处理4.5～5.5h；

S22扩散处理：待强渗处理结束后，保持渗碳炉的温度不变，降低工件碳势至预设扩散碳势后，开始扩散处理5.5～7h；

S23均温处理：将渗碳炉加热室降温至850±10℃，保温50min～75min，再将工件转移至渗碳炉前室缓冷2～2.5h后出炉空冷；

S24高温回火：将空冷至50～70℃的工件送入回火炉，在680±10℃高温回火5～6h，然后，随炉冷却至580℃后出炉放入缓冷罐中缓冷；

S3、淬火；

S4、低温回火：将钢工件加热至180～200℃，保持4～5小时，取出空冷即可。

2.如权利要求1所述钢工件的热处理工艺，其特征在于，所述S14随炉冷却的具体操作为：钢工件在炉内随炉自然冷却至550℃以下，将钢工件从炉内取出并空冷至室温。

3.如权利要求1或2所述钢工件的热处理工艺，其特征在于，S12中，空冷至钢工件的表面温度降至640～650℃，所述钢工件的表面温度通过红外测温仪进行监测。

4.如权利要求1或2所述钢工件的热处理工艺，其特征在于，S11中电炉加热至正火温度的升温速度大于等于100℃/h。

5.如权利要求1或2所述钢工件的热处理工艺，其特征在于，S21之前，还需要对S1处理的钢工件进行预处理，具体操作为：将工件装入专用料架上，置入清洗炉，用85-90℃的清洗液清洗5-6分钟，将工件表面的油渍和灰尘清洗干净；清洗后的工件转至回火炉内，在温度410±10℃，保温30～45分钟进行烘干预热。

6.如权利要求1或2所述钢工件的热处理工艺，其特征在于，S21强渗处理的碳势为0.98～1.03，S22扩散处理的碳势为0.63～0.68。

7.如权利要求1所述钢工件的热处理工艺，其特征在于，S21强渗处理和S22扩散处理采用的渗碳剂为丙烷，采用甲醇作为稀释剂，通过调节丙烷和甲醇的通入渗碳炉的流速控制碳势水平，并利用红外线或氧探头检测碳势水平，利用热电偶控制温度。

8.如权利要求1所述钢工件的热处理工艺，其特征在于，所述钢工件为钻具用钢，其材料为23CrNi3MoA；在S1之前，需要对待加工钢工件进行锻造处理；S1步骤后，还需要进行粗车、精车、钻孔、铣花键、去毛刺中的一种或几种工序的机加工处理；在S2之后、S3之前，还包括对钢工件进行去碳层和铣排渣槽的处理工序。

9.如权利要求1所述钢工件的热处理工艺，其特征在于，所述S3淬火的具体操作为：将钢工件加热至830±10℃，保温25-35分钟，然后迅速取出，放入低温硝盐炉中，保持25-40分钟，然后取出。

10.如权利要求1所述钢工件的热处理工艺，其特征在于，所述S4低温回火的具体操作为：将钢工件加热至200±10℃，保持4-5小时，取出空冷即可。