一种45钢危险尺寸零件的热处理方法技术

本发明专利技术提供了一种45钢危险尺寸零件的热处理方法，将45钢危险尺寸零件加热到850℃±10℃，保温30min±2min后，空冷至600℃±10℃，保温60min±2min，空冷至室温；将45钢危险尺寸零件加热至770℃～775℃，水中淬火至室温；在490℃～530℃回火，保温60min±2min。本发明专利技术操作简单，即能降低能耗，又能提高45钢的产品性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种45钢的热处理方法，尤其涉及到45钢危险尺寸的热处理方法。
技术介绍
45钢是使用广泛的一种优质碳素结构钢，通过调质处理(淬火+高温回火)后具有良好的综合机械性能，但45钢存在淬火危险尺寸(Φ5mm～Φ12mm)，在淬火过程中容易发生开裂，导致工件报废。目前普遍采用的45钢淬火方法是在840℃～860℃室温的水中淬火，生产中曾对50件尺寸为Φ10mm的冷拉圆钢加热到840℃水中(20℃)淬火，淬火后发现36件工件出现淬火裂纹，导致零件报废。同时，对尺寸为Φ5mm及Φ12mm的冷拉圆钢各取10件，在840℃水中(20℃)淬火，发现尺寸为Φ5mm的冷拉圆钢淬裂3件，尺寸为Φ12mm的淬裂4件。生产中在淬火前进行完全退火及循环正火、采用水淬油冷的双液淬火技术代替单液水淬、采用高温油淬代替常规的水淬等等，但这些方法有的不但增加了能耗还出现淬裂情况(完全退火、循环正火)，有的操作难度大、不易掌握(如水淬油冷的双液淬火)，有的出现性能不满足的情况(高温油淬，只有碳含量大于0.48％时，高温油淬后的硬度为HRC 32～35，经510℃±10℃回火后硬度不满足要求)等。因此，45钢危险尺寸淬火严重制约着热处理生产，必须寻求一种操作简单，即能降低能耗，又能提产品性能的可靠热处理方法。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种45钢危险尺寸零件的热处理方法，操作简单，即能降低能耗，又能提高45钢的产品性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：(1)将45钢危险尺寸零件加热到850℃±10℃，保温30min±2min后，空冷至600℃±10℃，保温60min±2min，空冷至室温；(2)将45钢危险尺寸零件加热至770～775℃，水中淬火至室温；(3)在490℃～530℃下将45钢危险尺寸零件保温60min±2min。本专利技术的有益效果是：传统的45钢淬火温度为840℃～860℃，即Ac3以上30℃～50℃，在此加热温度范围45钢处于完全奥氏体状态，而本专利技术所提供的45钢危险尺寸零件淬火的方法是采用等温正火加上亚温淬火的方法，即采用等温正火的方法使组织均匀化，形成细而均匀的铁素体与珠光体组织，使晶粒度达到8级以上，而采用亚温淬火是将45钢加热至铁素体和奥氏体共存的两相区(Ac1～Ac3)，保温一定时间后进行淬火的方法。它比传统淬火温度低，降低冷脆转变温度和回火脆性倾向，可获得优异的强韧性配合，其中未溶铁素体对钢韧性的提高贡献很大，在淬火的高温阶段有利于减少热应力，在Ms点可有效释放组织应力，减小危险尺寸范围工件开裂倾向，从而防止开裂，同时，亚温淬火在较低的温度进行，能够降低能耗和成本。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术提供了45钢危险尺寸的热处理工艺，包括以下步骤：(1)等温正火：加热到850℃±10℃，保温30min±2min后，空冷至600℃±10℃，保温60min±2min，空冷至室温；(2)亚温淬火：将等温正火后的工件加热至770～775℃，水中淬火至室温；(3)回火：490℃～530℃，保温60min±2min。本专利技术的试验结果及分析如下：1.淬火方法对裂纹的影响从表1可知，淬火方法不同，淬火后工件开裂的比例不同，采用油淬后工件没有出现裂纹，这是因为油的冷却能力较差，未能到马氏体转变区就已经转变为珠光体组织；而水淬油冷后有50％的工件开裂，就是利用水的冷却能力强于油的冷却能力，使工件在Ms点以上时的水中快速冷却，在Ms点以下时在油中缓慢冷却，但是随着在水中冷却时间的延长，淬火开裂的倾向越来越大，因此，水淬油冷对操作人员的个人技能要求比较严格，不易操作。采用亚温淬火后，只有在780℃时，工件出现开裂，因为780℃是完全奥氏体化的临界点，水淬时，两相区(铁素体+奥氏体)中的铁素体含量极少或已全部奥氏体，过冷奥氏体快速转化为马氏体，导致淬火开裂。2.淬火方法对硬度的影响由表1可知，油淬后硬度偏低，未能完成马氏体转变；水淬油冷后硬度差异较大，因操作原因，导致工件在水中保留的时间不同，造成工件硬度差异较大。亚温淬火后，硬度随着淬火温度的升高而升高，说明随着淬火温度的升高，组织中的铁素体逐渐减少，马氏体量逐渐增大。而采用等温正火+亚温淬火后，硬度分布更加均匀。在780℃到840℃淬火后，温度对硬度的影响很小。3.不同淬火方法后的组织形貌油淬后工件的组织为较细小的珠光体组织；水淬油冷后的组织从马氏体和铁素体混合组织到基本上马氏体；亚温淬火的组织随着淬火温度的不同而不同，随着温度的升高，淬火组织中的铁素体含量逐渐减少，马氏体含量增加，在750℃淬火时，组织中存在较多的铁素体，在780℃淬火时，组织中的铁素体基本消失。等温正火+亚温淬火后的组织比亚温淬火后的组织更加细小均匀。通过以上热处理试验方法，选定一种45钢危险尺寸零件亚温淬火温度为770～775℃，回火温度为(510±10)℃，最终热处理后硬度为HRC 28～32。表1不同淬火方法后工件的开裂情况及硬度统计表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种45钢危险尺寸零件的热处理方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将45钢危险尺寸零件加热到850℃±10℃，保温30min±2min后，空冷至600℃±10℃，保温60min±2min，空冷至室温；(2)将45钢危险尺寸零件加热至770～775℃，水中淬火至室温；(3)在490℃～530℃下将45钢危险尺寸零件保温60min±2min。

【技术特征摘要】
1.一种45钢危险尺寸零件的热处理方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将45钢危险尺寸零件加热到850℃±10℃，保温30min±2min后，空冷至600℃±10℃，保温6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚红，郑淑丽，袁钰坤，张志正，朱伟强，
申请(专利权)人：西安长峰机电研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61