專利名稱：高速重載機(jī)車用50CrVA鋼彈簧淬火-等溫?zé)崽幚砉に嚨闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速重載機(jī)車用50CrVA鋼彈簧淬火-等溫?zé)崽幚砉に?，屬于金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速重載機(jī)車及傳統(tǒng)機(jī)車用彈簧是機(jī)車上十分重要的機(jī)械零件，起著減震、貯能、聯(lián)接、支撐等各種作用。機(jī)車彈簧是在周期性的彎曲和扭轉(zhuǎn)等交變應(yīng)力下工作，經(jīng)受拉、壓、扭轉(zhuǎn)、沖擊等動(dòng)負(fù)荷的條件，有時(shí)還要承受極高的短時(shí)突加載荷，因此要求彈簧鋼必須具有較高的疲勞強(qiáng)度、高的抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比、足夠的塑性和韌性以及良好的表面質(zhì)量、在熱狀態(tài)下容易巻制成形、較好的淬透性等。目前高速機(jī)車轉(zhuǎn)向架彈簧制品主要采用50CrVA (50CrV4德國(guó)鋼號(hào))、51CrMoV4 (德國(guó)鋼號(hào))等彈簧鋼。主要工藝普遍采用中頻感應(yīng)加熱棒材-巻制成型-調(diào)整彈簧尺寸-預(yù)冷淬火-回火的熱加工工藝。這種工藝加熱時(shí)間短，脫碳少，巻簧機(jī)巻制，尺寸精度高。但由于彈簧鋼含碳量都較高，直接淬火過(guò)程獲得全部的馬氏體，易于出現(xiàn)淬火裂紋和微裂紋，回火后的韌塑性較低，導(dǎo)致彈簧疲勞壽命不高。目前為解決這些問(wèn)題，有人采用30(TC以上溫度等溫-淬火的熱處理工藝，獲得以下貝氏體為主加部分馬氏體組成的復(fù)相組織來(lái)提高彈簧的韌性。經(jīng)等溫淬火處理后，在硬度相同的條件下，與普通淬火回火狀態(tài)相比，具有高的韌性，小的缺口敏感性，但是屈服極限和疲勞強(qiáng)度約有降低。同時(shí)對(duì)高速重載機(jī)車彈簧料徑尺寸較大，等溫淬火淬透性不夠因此難以用于尺寸較大的彈簧。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能在不同尺寸條件下獲得均勻的復(fù)相組織并且強(qiáng)韌性高的高速重載機(jī)車用50CrVA鋼彈簧淬火-等溫?zé)崽幚砉に?，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的一種高速重載機(jī)車用50CrVA鋼彈簧淬火-等溫?zé)崽幚砉に嚍椋瑢⒅睆健?0mm的50CrVA鋼圓棒材磨光后，感應(yīng)加熱到96(TC 106(TC，然后將該圓棒材巻制成彈簧，將巻制成的彈簧冷卻到84(TC 92(rC之間后，放入到低于Ms點(diǎn)以下即溫度在12(TC 25(TC溫度之間的恒溫淬火油槽內(nèi)保持10 80秒的時(shí)間，再將彈簧迅速放入高于Ms點(diǎn)以上即溫度在28(TC 36(TC之間的等溫鹽液體(NaN03+KN03)介質(zhì)中等溫100秒 1000秒的時(shí)間后在水或油冷卻，最后在25(TC 43(TC之間溫度進(jìn)行回火60 120分鐘的處理即成。
將巻制好的彈簧冷卻到840 °C 920 °C后放入低于Ms點(diǎn)以下溫度即在120 °C 250 °C之間的
3恒溫淬火油槽內(nèi)保持10 80秒的時(shí)間后迅速將其轉(zhuǎn)入高于Ms點(diǎn)以上即溫度在28(TC 36(rC之間的等溫鹽液體(NaN03+KN03 )介質(zhì)中保持1 OO秒 1 OOO秒的時(shí)間后在水或油中冷卻。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用先在低于馬氏體點(diǎn)Ms溫度進(jìn)行淬火，并保持一段時(shí)間以獲得足夠的馬氏體量，然后再在高于Ms點(diǎn)以上溫度等溫獲得大量的下貝氏體和其他過(guò)渡形態(tài)的貝氏體，通過(guò)回火，殘留奧氏體小于3%。實(shí)現(xiàn)了馬氏體和貝氏體組織形態(tài)、數(shù)量及其亞組織尺寸的控制，減小了變形和淬裂傾向。再通過(guò)中溫回火消除淬火應(yīng)力從而顯著提高彈簧制品的強(qiáng)韌性和彈性極限。本發(fā)明的這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以控制馬氏體量和性質(zhì)及其貝氏體亞組織尺寸，具有在大尺寸條件下獲得均勻的復(fù)相組織、強(qiáng)韌性高等優(yōu)點(diǎn)。
下面是本發(fā)明制作的50CrVA鋼彈簧與傳統(tǒng)工藝制作的50CrVA鋼彈簧對(duì)比數(shù)據(jù)
50CrVA鋼彈簧傳統(tǒng)工藝840瘵淬火 41(TC回火
sb (MPa)ss(MPa)d5 (%) y (%) Ak(J)
1560 1310 8 25 22
本發(fā)明的50CrVA鋼彈簧淬火杼任鹿^眨？ 840瘵加熱-20(TC淬火10秒 抓32(TC等溫300秒？8CTC回火90分鐘
sb (MPa)ss(MPa)d5 (%) y (%) Ak(J)
1760 1510 15 49 32
通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)本發(fā)明制作出的制品具有抗疲勞強(qiáng)度高、抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比高、強(qiáng)韌性高等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式在制作高速重載機(jī)車用的彈簧時(shí)，先將直徑《60mm的50CrVA鋼圓棒材磨光后，通過(guò)感應(yīng)加熱的方式將其加熱到96(TC 106(rC，然后將該圓棒材巻制成彈簧，將巻制成的彈簧冷卻到84(TC 92(rC之間后，放入到低于Ms點(diǎn)以下即溫度在12(TC 25(rC溫度之間的恒溫淬火油槽內(nèi)保持10 80秒的時(shí)間，再將彈簧迅速放入高于Ms點(diǎn)以上即溫度在280°C 360°C之間的等溫鹽液體(NaN03+KN03 )介質(zhì)中等溫1 OO秒 1 OOO秒的時(shí)間后在水或油中卻，最后將其在25(TC 43(TC之間溫度下進(jìn)行回火60 120分鐘的處理后即可制得。為保證本發(fā)明的淬火-等溫工藝能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)需要滿足較快的熱傳導(dǎo)和良好的流動(dòng)性，這樣可以在低溫階段淬火時(shí)具有較快的冷卻能力，在將彈簧淬火時(shí)，可將巻制好的彈簧冷卻至U840。C 92(TC后放入溫度在12(rC 25(rC之間的恒溫淬火油槽內(nèi)保持10 80秒的時(shí)間后，將其迅速放入高于Ms點(diǎn)以上即溫度在280。C 360。C之間的等溫鹽液體(NaN03+KN03)介質(zhì)中保持1 OO秒 1 OOO秒的時(shí)間后在水或油中冷卻即可。
權(quán)利要求
1.一種高速重載機(jī)車用50CrVA鋼彈簧淬火等溫?zé)崽幚砉に?，其特征在于將直徑?0mm的50CrVA鋼圓棒材磨光后，感應(yīng)加熱到960℃～1060℃，然后將該圓棒材卷制成彈簧，將卷制成的彈簧冷卻到840℃～920℃之間后，放入到低于Ms點(diǎn)以下即溫度在120℃～250℃溫度之間的恒溫淬火油槽內(nèi)保持10～80秒的時(shí)間，再將彈簧迅速放入高于Ms點(diǎn)以上即溫度在280℃～360℃之間等溫鹽液體中保持100秒～1000秒的時(shí)間后在水或油中冷卻，最后在250℃～430℃之間溫度進(jìn)行回火60～120分鐘的處理即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高速重載機(jī)車用50CrVA鋼彈簧淬火-等溫?zé)?處理工藝，其特征在于將巻制好的彈簧冷卻到84(TC 92(rC后放入低于Ms點(diǎn)以下溫度即在 12(TC 25(TC之間的恒溫淬火油槽內(nèi)保持10 80秒的時(shí)間后迅速將其轉(zhuǎn)入高于Ms點(diǎn)以上即溫 度在28(TC 36(TC之間的等溫鹽液體(NaN03+KN03)介質(zhì)中保持100秒 1000秒的時(shí)間后在 水或油中冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高速重載機(jī)車用50CrVA鋼彈簧淬火-等溫?zé)崽幚砉に嚕鼘⒅睆健?0mm的50CrVA鋼圓棒材磨光后，感應(yīng)加熱到960℃～1060℃，然后將該圓棒材卷制成彈簧，將卷制成的彈簧冷卻到840℃～920℃之間后，放入到低于Ms點(diǎn)以下即溫度在120℃～250℃溫度之間的恒溫淬火油槽內(nèi)保持10～80秒的時(shí)間，再將彈簧迅速放入高于Ms點(diǎn)以上即溫度在280℃～360℃之間的液體鹽中等溫100秒～1000秒的時(shí)間后，放入水或油中冷卻。最后在250℃～430℃之間溫度進(jìn)行回火60～120分鐘的處理即成。本發(fā)明的這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以控制馬氏體量和性質(zhì)及其貝氏體亞組織尺寸，具有在不同尺寸條件下獲得均勻的復(fù)相組織、強(qiáng)韌性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21D1/42GK101597679SQ200910304178
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者宇 梁, 梁益龍, 飛 趙, 鄒志勇 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)