钢的固溶双细化热处理工艺详细介绍

sabrine

那位高手能介绍一下钢的固溶双细化热处理工艺的详细内涵，固溶温度、回火温度等工艺参数选择的依据等

belldou

工艺1：GCr15钢冷冲模的股役条件，结合生产实际，采用盐炉进行高温固溶处理和循环加热淬火双细化热处理工艺，在不降低强度和耐磨性情况下，提高了强韧性。具体工艺如下：
（1）高温固溶处理  1040～1050℃×30～45min盐浴加热后，在640～650℃的中性盐浴中，冷却20min后出炉空冷。
( m5 K+ x- C* @3 d' [0 [0 @+ \. ?（2）循环加热淬火  820℃×5min淬热油，空冷，再820℃×5min淬热油，空冷，循环4次。
3 X, ^2 y& s- C+ d5 a0 r（3）回火  150～160℃×2h，回火后空冷。
经上述双细化工艺处理后，金相组织以板条马氏体为主，加少量的残留奥氏体和碳化物，硬度为62～63HRC。
8 A  F3 K9 a+ `, ?GCr15钢没有组织遗传现象，用碳化物细化预备热处理和四次循环加热淬火工艺，碳化物和奥氏体进行双细化处理，可使碳化物尺寸细化到0.3μm，奥氏体晶粒度14级，且淬火后得到的板条马氏体及形态、分布良好的残留奥氏体，并能改善常规淬火的“黑白区”。因而，在硬度、强度基本保持不变的情况下，断裂韧度提高了2～3倍。
0 b/ ^9 L# D( G! v+ D5 f" K0 @经双细化工艺处理后，碳化物尺寸显著减小且分布均匀，明显改善了它对韧性的有害影响。同时，碳化物细小还能促使奥氏体细化及其成分的均匀度；细小均匀分布的碳化物，还有弥散强化的作用。
循环加热淬火，一般循环加热3～4次，可使奥氏体超细化，可达14级超细晶粒度。晶粒愈多，钢材的韧性也愈好；细化晶粒可同时改善强度和韧性。
) s6 M- ?# B; l. m: `; ]- y  i- _双细化处理的GCr15钢冷冲模使用寿命从原常规处理工艺的2000件提高到14000件。
. v$ a% \+ o9 X+ g/ u, w  T工艺2：GCr15钢制轴承滚子冷冲模多次回火工艺。
/ Q, v7 W! `( s( t2 H+ [, XGCr15钢轴承滚子冷冲模按常规处理，寿命较短，有的只冲几次、几十次就报废。经研究分析，刃口处有微小裂纹，它是由于回火不充分，应力未消除引起的；而脱皮现象是因为磨削加工没有进行第二次回火所致。改进后的热处理工艺为：
1）775～785℃×6h球化退火，炉冷至350℃出炉空冷，硬度≤255HBW。
2）830～840℃×50min淬水，水冷至180℃左右出水空冷。
1 q& @& ]5 @& `/ \3）190～210℃×3h+170～190℃×3h硝盐回火。
* R; \1 z2 j; Q) M按上述工艺处理后，模具硬度为58～60HRC，寿命使用寿命稳定在6000件左右，比常规热处理提高数倍。
' A8 @1 A. T( a. h" e, X工艺3：GCr15钢冷冲模碱液淬火
GCr15钢冷冲模原采用840℃～860℃加热淬油，150～160℃回火。硬度为58～60HRC，使用寿命很低，失效主要形式为开裂。
4 z5 n5 t5 }3 K" i改进后的工艺为：600℃×1min/mm盐浴预热；840～860℃×30s/mm盐浴加热；160～190℃×2～3 min碱浴分级淬火；150～160℃×2h+300～350℃×1h回火。硬度为55～57HRC，冲模使用寿命提高10倍。
( D8 T' N% \1 L3 u+ L' `工艺4：GCr15钢制冷冲模形变热处理
* f8 P6 A% I7 A1 RGCr15钢冷冲模，原采用等温球化退火，常规热处理淬火、回火工艺，冲模常因崩裂、裂纹、变形而失效。
7 s+ J1 R7 E: I! A7 M  ?在毛坯最后一火终锻后，锻坯温度大约为900～950℃，不要缓冷，而是油冷至500～600℃，随后进行750℃×3.5h高温回火。淬火回火工艺：840～850℃加热，模具内孔喷水冷却至200℃，转入油冷；200℃×3h回火+160℃×6h回火，模具使用寿命由原来950～1321件上升到2600～2900件，提高了1～2倍。
7 |( C# ]  d: Q% z5 ~% A1 X, Z/ P工艺5：GCr15钢冷冲模激光淬火
GCr15钢冲孔采用500W CO2激光器淬火，功率密度为0.3×104W/cm2，离焦量为3mm，扫描速度为50mm/s。激光淬火前，工件经磷酸盐磷化处理。常规处理模具寿命为800～1000件，经激光淬火后平均使用寿命提高到11200～16000件。硬化层深度为0.268mm，表面硬度为927HV。