42CrMo工件的热处理方法

　　42CrMo工件的热处理方法

　　【专利摘要】本发明公开了一种42CrMo工件的热处理方法，所述工件的有效尺寸为D毫米，所述热处理方法包括依次对所述工件进行淬火处理和回火处理，其特征在于，所述淬火处理包括将所述工件加热至830℃～870℃并在830℃～870℃的温度下保温2.0×D分钟～3.5×D分钟，然后使所述工件在淬火冷却介质中冷却；所述回火处理包括将所述工件加热至470℃～520℃并在470℃～520℃的温度下保温2.4×D分钟～3.4×D分钟，然后使所述工件在回火冷却介质中冷却；其中，D为大于0的数。所述热处理方法工序较少并且使用该方法制得的42CrMo工件机械性能较好。

　　【专利说明】42CrMo工件的热处理方法

　　【技术领域】

　　[0001]本发明涉及热处理领域，具体地，涉及一种42CrMo工件的热处理方法。

　　【背景技术】

　　[0002]目前，履带销是用于将履带板连接成履带的金属销，在履带工作过程中，履带销一方面承受着冲击作用，一方面在履带板销孔内转动，产生强烈摩擦，在中吨位以及大吨位履带起重机中显得尤为明显；另外，靠履带销相连的两块履带板会分别在履带销上产生较大的扭曲力，容易使履带销扭曲变形甚至断裂；履带销在工作过程中承受着复杂的交变载荷作用，常常由于强度、硬度和韧性不足而发生疲劳、磨损甚至断裂事故，造成履带销使用寿命短需要经常更换，同时也加大了加工成本。

　　[0003]42CrMo是制造履带销的常用材料，为了使制得的42CrMo履带销机械性能好，需要对42CrMo履带销的热处理方法进行优化，不仅使履带销的表面具有较高的抗磨损、抗疲劳能力，而且心部基体也要具有较高的强度和韧性来对表面进行支撑。

　　[0004]现有的42CrMo履带销热处理方法为依次进行正火处理和表面感应淬火处理或者依次进行调质处理和表面感应淬火处理。对于依次进行正火处理和表面感应淬火处理的热处理方法，虽然制得的42CrMo履带销表面硬度增大，提高了耐磨性，但是基体强度和韧性不够造成与表面淬硬层的变形不协调，容易导致表面淬硬层压溃、剥落和断裂。对于依次调质处理和表面感应淬火处理的热处理方法，热处理工序多且耗能大，降低了加工效率并增大了成本。

　　【发明内容】

　　[0005]本发明的目的是提供一种42CrMo工件的热处理方法，该热处理方法工序较少并且使用该方法制得的42CrMo工·件机械性能较好。

　　[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种42CrMo工件的热处理方法，所述工件的有效尺寸为D毫米，所述热处理方法包括依次对所述工件进行淬火处理和回火处理，其特征在于，所述淬火处理包括将所述工件加热至830°C~870°C并在830°C~870°C的温度下保温

　　2.0XD分钟~3.5XD分钟，然后使所述工件在淬火冷却介质中冷却；所述回火处理包括将所述工件加热至470°C~520°C并在470°C~520°C的温度下保温2.4XD分钟~3.4XD分钟，然后使所述工件在回火冷却介质中冷却；其中，D为大于0的数。

　　[0007]优选地，所述淬火处理中，以10°C /分钟~13°C /分钟的速度将所述工件加热至830 ~870 °C。

　　[0008]优选地，所述回火处理中，以10°C /分钟~13°C /分钟的速度将所述工件加热至470 ~520 °C。

　　[0009]优选地，所述淬火冷却介质为PAG淬火液。

　　[0010]优选地，所述PAG淬火液的浓度为6%_10%。

　　[0011]优选地，所述回火冷却介质为PAG淬火液。[0012]优选地，所述PAG淬火液的浓度为6%_10%。

　　[0013]优选地，所述淬火处理中，使所述工件在淬火冷却介质中冷却至10°C~40°C;在所述回火处理中使所述工件在回火冷却介质中冷却至10°C~40°C。

　　[0014]优选地，所述工件为履带销，所述有效尺寸为所述履带销的直径。

　　[0015]优选地，所述履带销的直径为30毫米~70毫米。

　　[0016]在本发明的工件的热处理方法中，依次对工件进行淬火处理和回火处理，通过对淬火处理中淬火温度和保温时间进行合理控制，使得工件的组织尽可能充分奥氏体化并最终充分进行马氏体转变，并且使工件的金相组织更均匀细小，增大工件的硬度；然后通过对回火处理中回火温度和保温时间进行合理控制，尽可能消除淬火应力，调整工件的硬度和韧性，得到硬度和韧性均较好的工件，优化工件的机械性能；并且，通过合理控制淬火处理和回火处理中的保温时间，保证工件的机械性能优良的同时尽可能提高加工效率并降低能耗。

　　[0017]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。

　　【具体实施方式】

　　[0018]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

　　[0019]本发明提供了一种42CrMo工件的热处理方法，所述工件的有效尺寸为D毫米，所述热处理方法包括依次对工件进行淬火处理和回火处理,其中，淬火处理包括将工件加热至830°C~870°C并在830°C~870°C的温度下保温2.0XD分钟~3.5XD分钟，然后使工件在淬火冷却介质中冷却；回火处理包括将工件加热至470°C~520°C并在470°C~520°C的温度下保温2.4XD分钟~3.4XD分钟，然后使工件在回火冷却介质中冷却；其中，D为大于0的数。

　　[0020]在热处理过程中，淬火处理中的淬火温度(淬火温度指淬火处理时对工件加热使工件能够达到的最高温度，即前述的830 0C~870 0C )、保温时间以及回火处理中的回火温度(回火温度指回火处理时对工件加热使工件能够达到的最高温度，即前述的470°C~520°C)、保温时间对最终制得的工件有着重要影响，淬火温度和回火温度的选择与工件材质并且共同决定了工件所能达到的硬度和韧度，而保温时间与工件的有效尺寸有关。

　　[0021]具体地，淬火处理中，淬火温度过低，则工件的组织无法充分奥氏体化并最终充分进行马氏体转变，并且制得的工件的金相组织不够均匀细小，直接影响到成品的强度和硬度；而淬火温度过高则会造成工件表面脱碳严重，甚至产生淬火裂纹或造成晶粒异常长大等，也会是成品质量下降；而淬火时保温时间应该与所选的淬火温度相配合，保温时间过短，工件的微观组织转变不充分，保温时间过长，则延长了处理时间并增加了能耗，甚至可能造成晶粒异常长大。回火处理中，回火温度过低，淬火组织得不到充分回复和再结晶，无法充分消除淬火应力，制得的成品韧性不够；回火温度过高，虽然成品的韧性提高，但是会使成品的硬度和强度下降；回火时间同样应该与所选的回火温度相配合，保温时间过短，无法充分消除工件内的淬火应力，保温时间过长，则延长处理时间并且增大能耗。

　　[0022]因此，在本发明的工件的热处理方法中，依次对工件进行淬火处理和回火处理，并且通过对淬火处理中淬火温度和保温时间进行合理控制，优化工件的金相组织，使工件的强度和硬度提高；然后通过对回火处理中回火温度和保温时间进行合理控制，尽可能消除淬火应力，调整工件的硬度和韧性，优化工件的机械性能；并且，根据工件的有效尺寸合理控制淬火处理和回火处理中的保温时间，保证工件的机械性能优良的同时尽可能缩短处理时间并降低能耗，提高加工效率并降低成本。

　　[0023]优选地，在所述淬火处理中，以10°C /分钟~13°C /分钟的速度将工件加热至830°C~870°C。并且，同样，优选地，所述回火处理中，以10°C /分钟~13°C /分钟的速度将所述工件加热至470°C~520°C。在淬火处理和回火处理中，如果对工件进行加热的速度过快，会造成工件内部和表面的温度差较大，造成工件沿厚度方向形成温度梯度，工件内热应力增大容易引起变形和开裂，而对工件进行加热的速度过慢则会延长工序时间并增大能耗，因此，可以合理控制淬火处理和回火处理中对工件进行加热的速度，优化工件质量并尽可能提供加工效率、降低能耗。

　　[0024]另外，淬火冷却介质和回火冷却介质可以选择本领域技术人员公知的任意适合的介质。优选地，所述淬火冷却介质为PAG淬火液，42CrMo的淬透性高，选用有机淬火液有利于保证过冷奥氏体充分转变为马氏体组织，而且，淬火冷却介质的选择直接影响工件在淬火冷却介质中的冷却速度，影响淬火后工件的金相组织；进一步优选地，所述PAG淬火液的浓度为6%-10%，PAG淬火液的浓度决定了其冷却能力，影响工件的冷却速度，而工件的冷却速度影响淬火后工件的金相组织，工件在淬火冷却介质中冷却速度过快容易造成工件变形、开裂，而冷却速度过慢则会使非马氏体组织增多，成品的强度和硬度下降。另外，本实施方式中，为了缩短加工时间，回火冷却介质也可以为PAG淬火液，并且所述PAG淬火液的浓度也可以为6%-10%。

　　[0025]此外，本是实施方式中，在所述淬火处理中，使所述工件在淬火冷却介质中冷却至10°C~40°C ;在所述回火处理中使所述工件在回火冷却介质中冷却至10°C~40°C，实际操作时，可以将工件冷却至室温下。

　　[0026]本发明的42CrMo工件的热处理方法尤其适用于履带销的热处理，即所述工件可以为履带销，在此情况下，所述有效尺寸为履带销的直径。并且，本实施方式尤其适用于直径为30毫米~70毫米的履带销。

　　[0027]本发明的42CrMo工件的热处理方法，通过合理控制淬火处理和回火处理中的淬火温度、回火温度、保温时间、淬火液种类和浓度、加速速度和终冷温度等，优化了工件的金相组织并缩短了加工时间，将该方法应用于履带销的生产后制得的履带销强度、硬度、韧性和耐磨能力等均得到提高，组织更均匀细小，履带销表面和中心基体的机械性能均得到提高，而且，与现有的履带销热处理方法相比，处理步骤少、加工周期缩短且能耗低，提高了生产效率并降低了加工成本。

　　[0028] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

　　[0029]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

　　[0030]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

　　[0031 ] 下面将结合实施例来具体描述本发明，但本发明的范围不局限于此。

　　[0032]实施例

　　[0033]对42CrMo履带销进行热处理，实施例1_6中履带销的直径为35毫米，实施例7_12中履带销的直径为50毫米，依次对履带销进行淬火处理和回火处理:在淬火处理中，以淬火加热速度将履带销加热至淬火温度，将履带销在该淬火温度下保温淬火保温时间，然后使履带销在淬火冷却介质中冷却至淬火终冷温度；在回火处理中，以回火加热速度将履带销加热至回火温度，将履带销在该回火温度下保温回火保温时间，然后使履带销在回火冷却介质中冷却至回火终冷温度。在实施例1-12中的淬火处理中的淬火加热速度、淬火温度、淬火保温时间、淬火终冷温度以及淬火冷却介质如表1中所示；在实施例1-12中的回火处理中的回火加热速度、回火温度、回火保温时间、回火终冷温度以及回火冷却介质如表2中所示。

　　[0034]完成上述热处理后，分别对履带销的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率、冲击韧性以及硬度进行测定，测定结果如表3所示，测定方法分别为:

　　[0035]GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法。

　　[0036]GB/T229-2007金属夏比缺口冲击试验方法

　　[0037]JB/T6050-2006钢铁热处理零件硬度测试通则

　　[0038]GB/T230-2009金属洛氏硬度试验

　　[0039]表1

　　[0040]

　　【权利要求】

　　1.一种42CrMo工件的热处理方法，所述工件的有效尺寸为D毫米，所述热处理方法包括依次对所述工件进行淬火处理和回火处理，其特征在于，所述淬火处理包括将所述工件加热至830°C~870°C并在830°C~870°C的温度下保温2.0XD分钟~3.5XD分钟，然后使所述工件在淬火冷却介质中冷却；所述回火处理包括将所述工件加热至470°C~520°C并在470°C~520°C的温度下保温2.4XD分钟~3.4XD分钟，然后使所述工件在回火冷却介质中冷却；其中，D为大于0的数。

　　2.根据权利要求1所述的42CrMo工件的热处理方法，其中，所述淬火处理中，以10°C/分钟~13°C /分钟的速度将所述工件加热至830°C~870°C。

　　3.根据权利要求1所示的42CrMo工件的热处理方法，其中，所述回火处理中，以10°C/分钟~13°C /分钟的速度将所述工件加热至470°C~520°C。

　　4.根据权利要求1所述的42CrMo工件的热处理方法，其中，所述淬火冷却介质为PAG淬火液。

　　5.根据权利要求4所述的42CrMo工件的热处理方法，其中，所述PAG淬火液的浓度为6%-10%。

　　6.根据权利要求1所述的42CrMo工件的热处理方法，其中，所述回火冷却介质为PAG淬火液。

　　7.根据权利要求6所述的42CrMo工件的热处理方法，其中，所述PAG淬火液的浓度为6%-10%。

　　8.根据权利要求1 所述的42CrMo工件的热处理方法，其中，所述淬火处理中，使所述工件在淬火冷却介质中冷却至10 °C~40 °C;在所述回火处理中使所述工件在回火冷却介质中冷却至10°C~40°C。

　　9.根据权利要求1-8中任意一项所述的42CrMo工件的热处理方法，其中，所述工件为履带销，所述有效尺寸为所述履带销的直径。

　　10.根据权利要求9所述的42CrMo工件的热处理方法，其中，所述履带销的直径为30毫米~70毫米。

　　【文档编号】C21D1/18GK103667615SQ201310670791

　　【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日

　　【发明者】刘延斌, 蒋凯歌, 汪斌 申请人:中联重科股份有限公司