本发明专利技术涉及一种由过共析的钢制备模制件，特别是模锻件的方法，其中模制件由加热到变形温度的毛坯或经分离的钢锭出发在一个或多个热变形步骤中采用轮廓化的模具而得到，该方法包括下列步骤：（１）加热毛坯或经分离的钢锭到在Ａｃ↓［１］减１００Ｋ和Ａｃ↓［ｍ］之间或在Ａｃ↓［１］和Ａｃ↓［ｍ］之间区域中的温度；（２）在保持所选择的温度范围下在一个或多个直接互相连接着的步骤中热变形以生成模制件；（３）在模制件的每一任意位置保持比较变形度为至少０．８；（４）在最后的变形步骤后冷却模制件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1或2的前叙部分由过共析的钢制备模制件，特别是模锻件的方法。模制件在工业上的许多领域中，例如在机车制造中是需要的，它被机械加工(硬度在170和280HB之间的范围)和同时具有良好的可硬化性。这要求使用可硬化的钢，如滚动轴承钢。为了保证机械的可加工性，在现有技术中通过模锻或模压所制得的模制件，如由滚动轴承钢100Cr6制成的模制件必须被软化退火。在此耗费时间的退火过程的时间需要＞12小时，以生成具有球形的碳化物的适合用于进一步加工的组织结构(GKZ-组织结构)。这种软化退火过程称为GKZ-退火，也就是成为球形的渗碳体的退火。此外在GKZ-状态中可加工的模制件例如必须是可感应硬化的。附图说明图1示出了以现有技术的滚动轴承钢100Cr6为例子对过共析的钢的模锻和GKZ-退火的制备过程。毛坯或钢锭在与预制材料条分离后加热到1150-1250℃的温度范围和随后在加热中进行热变形。这种变形可由一个或多个步骤构成。之后将模制件冷却到室温。在冷却后随后进行软化退火，其由加热到直至Ac1以下的温度，也就是710-750℃的温度范围和保持多于12小时的时间构成。另外软化退火可以是在Ac1-温度周围的摆动式退火。在软化退火的模制件冷却到室温后其硬度在170-220HB的范围，以致于模制件是良好地适合于机械加工。在机械加工后通常对模制件进行热处理，其由高于Ac1的温度范围即830-860℃的范围的硬化，以及随后在100-300℃的温度范围的回火构成。GKZ-退火的缺点在于，这种软化退火由于长的时间而是昂贵的和导致尺寸变形、边缘脱碳和生成氧化铁皮。除了这些缺点和软化退火耗费时间和耗费能量的情况外，还由于GKZ-退火而生成具有较大碳化物颗粒的组织结构，以致于在随后的热处理(硬化和回火)后在最终的组织结构中还有大的碳化物析出。然而为了得到具有相应的长寿命的构件的最佳疲劳强度，调质组织结构的碳化物析出应尽可能小和精细分散分布的。DE 39 10 959 C2描述了一种用来制备滚动轴承元件的方法，在该方法中省去了软化退火。在此毛坯首先加热到1150℃的奥氏体化温度，以致于在组织结构中的所有碳化物都溶解和然后在此温度下例如通过锻压而变形。随后该模制件用气体快速冷却至环境温度，以致于生成精细的薄层的珠光体组织结构。该冷却以约40℃/min的速度从900℃至650℃进行冷却。在随后有的珠光体组织结构状态下，用被陶瓷涂覆的车刀粗加工毛坯和随后将工件加热到处于原奥氏体化温度以下的约840℃的第二奥氏体化温度和在此温度下保持足够长的时间，如20分钟直至生成具有均匀分布的二次碳化物的均匀的奥氏体。为了得到足够的硬度，工件随后在油、盐或水中淬火和采用精细加工而制成。在DE 195 13 314 C2中公开了一种由过共析的钢，特别是滚动轴承钢制备热加工处理的拉长的产品，特别是棒材或管材的方法。在这种方法中，毛坯或应用长度的预制材料加热到高于Acm的温度，优选为＞1100℃，和在一个或多个变形步骤后在再加热之前通过被调节加热或冷却到在650-700℃的范围内的温度而在中间产品中生成均匀的温度分布。随后再加热到一个温度，其或者在二相区域(α+Fe3C)中的低于Ac1的在＞650℃然而≤710℃的温度范围或者再加热到在二相区域(γ+Fe3C)中的高于Ac1然而低于Acm的在＞710℃然而＜880℃的温度范围。在减径机中的最终变形在冷却以及可能的附加的外部加热方面这样调节，即在轧件中的温度提高相对于开轧温度是较小的和轧件在减径机中的变形过程中和在离开轧机时温度有控制地处于二相区域中，其中对于总变形表达为伸长的最小变形λ≥1.5和对于在减径机的单个构架中的最小部分变形λRW≥1.03。本专利技术的任务是，提出一种制备在一个或多个热变形步骤中制造的模制件的方法，其没有GKZ-退火而是可机械加工的，和同时具有必需的可硬化性。该任务从权利要求1或2的前叙部分连同其特征部分出发而解决。优越的进一步构成是各个从属权利要求的对象。根据本专利技术的构想，毛坯或者加热到在Ac1减100K直至Acm范围的温度或加热至Ac1-Acm之间的温度，也就是在两种情况下在二相区域中。在此本专利技术的构想在于，与已知的现有技术不同，过共析的钢在低于Acm-温度的温度下热变形。在均匀的奥氏体区域的预变形或均匀化退火不是必需的。这节约了时间和能量。根据本专利技术的方法具有下列步骤首先毛坯或经分离的钢锭加热到在温度Ac1减100K直至Acm之间的第一温度范围1的温度(参见图2)。随后毛坯或钢锭在一个或多个相连的变形步骤中在温度范围1以内的温度下，也就是在加热下，采用轮廓化的模具进行变形，其中得到模制件。该模制件具有有非常不同的比较变形度的范围的轮廓化结构，比较变形度在模制件的任意位置处必须为至少0.8。在至少＝0.8的局部比较变形度数值时，必须注意到，在此将其理解为不仅改变延伸方向，例如容积元件的高度(h1/h0)，而且还要考虑到容积元件的宽度和长度。这种考虑总是在这时出现，即当模制件是复杂的构造时，和例如不是只具有一个基本延伸方向的棒材。直接在最后的变形步骤后将模制件冷却至室温(图2a)或保持在至少Ac1减80K的温度下(温度范围3，图2)和随后冷却至室温(图2b)。优选地冷却在静止的空气中进行。通过所提出的方法，尽管有不连续的变形，但可以连接着地在单一的轮廓化模具(锻模)中制备模制件，其不用GKZ-退火而是可机械加工的(硬度在240和280HB之间的范围)和同时具有必需的可硬化性。在此令人惊奇的是，与所期望的相反，尽管对于热变形显著降低的变形温度，然而与根据现有技术的模锻比较只给出了非常小的提高的冲压力。根据本专利技术的优选的实施方案，过共析的钢是模具钢，优选为100Cr6。作为已描述的方法的替代方案，毛坯或经分离的钢锭的变形在Ac1和Acm之间的温度范围2下进行(图2)。假如需要多个直接相连接着的变形步骤以制备模制件，那么在此得考虑到，在连续的变形步骤过程中，模制件不仅进行冷却(与具有较低温度的轮廓化模具接触)而且模制件还进行绝热加热(在变形时的内部磨擦)，并确保所有的变形是在所选择的二相区域中进行的。通过上述的措施可以得到与要最佳的性能相关的特别良好的结果。根据本专利技术的特别优选的实施方案，受控制的冷却直接在最后的变形骤后在炉子中在Ac1和Ac1减80K的温度范围3下进行(图2)。模制件在炉子中的保持时间为直至60分钟，优选为20-50分钟。通过应用炉子以有目的地实施冷却条件(保持时间和/或温度)可以影响模制件的硬度。优选地，模制件在保持时间期间连续地输送通过炉子(连续式加热炉)。另外也可能的是，通过在给定的温度范围1中改变加热温度而有目的地在模制件的预给出的位置处调节模制件硬度(图2)。在根据本专利技术的方法的范畴内的热变形可以包括对毛坯或钢锭预锻的分步骤、在预煅模和精制模中热变形的分步骤以及切毛边，和如果必需的话，对模制件开孔的分步骤。上述的方法是特别成本有利于用来由过共析的钢制备模制件，因为没有在热变形过程后的软化退火而生成组织结构，并且这种组织结构允许机械进一步加工和最终的热处理，特别是硬化(压力硬化或表面硬化)。此外生成的组织结构具有比传统的热变形和随后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由过共析的钢制备模制件，特别是模锻件的方法，其中模制件由加热到变形温度的毛坯或经分离的钢锭出发在一个或多个热变形步骤中采用轮廓化的模具而得到，该方法包括下列步骤：－加热毛坯或经分离的钢锭到Ａｃ↓［１］减１００Ｋ到Ａｃ↓［ｍ］范围 内的温度－在保持所选择的温度范围下在一个或多个直接互相连接着的步骤中热变形以生成模制件－在模制件的每一任意位置保持比较变形度为至少０．８－在最后的变形步骤后冷却模制件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J施莱格尔，L博尔茨，B费特尔，G佐哈尔，W弗尔斯特，
申请(专利权)人：萨尔茨吉特曼内斯曼有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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