一種提高不銹鋼二次冷加工性能的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，通過(guò)在不銹鋼一次冷加工后進(jìn)行退火處理，退火溫度為845℃±4℃，升溫速度為25℃每分鐘，保溫時(shí)間為3小時(shí)；之后出爐冷卻，使不銹鋼伸長(zhǎng)率恢復(fù)到28%，滿(mǎn)足不銹鋼的二次冷加工要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種提高不銹鋼二次冷加工性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種提高不銹鋼二次冷加工性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]441不銹鋼屬于鐵素體不銹鋼，含鉻在18%左右，是在430不銹鋼的基礎(chǔ)上，通過(guò)鈮和鈦的添加來(lái)穩(wěn)定鋼中的碳和氮，以提高其耐腐蝕性和高溫的力學(xué)性能。鑒于441不銹鋼優(yōu)越的耐腐蝕性和高溫強(qiáng)度，該鋼種在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的零件上獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但作為鐵素體不銹鋼的441材料，由于其不理想的延展性，特別是在冷加工后產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象的產(chǎn)生，在復(fù)雜形狀零件的加工上受到了嚴(yán)重的制約。當(dāng)需要二次冷加工時(shí)，往往需要對(duì)其進(jìn)行退火處理以消除由于一次冷加工過(guò)程中產(chǎn)生的加工硬化。
[0003]通常鐵素體不銹鋼的退火溫度通常在某個(gè)范圍之內(nèi)，如760~830°C之間，保溫一定時(shí)間后空冷或緩冷。通常的退火工藝雖然可以在一定程度上消除應(yīng)力，使鋼得到軟化，但還是不能將材料的延展性完全恢復(fù)到一次冷加工前的水平。鐵素體不銹鋼的伸長(zhǎng)率在沒(méi)有任何冷加工之前大約為30%，隨著冷加工量的增加其伸長(zhǎng)率可以降到10%以下。傳統(tǒng)的退火工藝可以將經(jīng)過(guò)冷加工后的441不銹鋼的伸長(zhǎng)率恢復(fù)16%左后，但很難將其恢復(fù)到冷加工前的水平。同時(shí)，也沒(méi)有根據(jù)不同冷加工變形量來(lái)確定熱處理工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高不銹鋼二次冷加工性能的方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，對(duì)不銹鋼進(jìn)行一次冷加工，一次冷加工后進(jìn)行退火處理，退火溫度為8450C ±4°C，升溫速度為25°C每分鐘，保溫時(shí)間為3小時(shí)；之后出爐冷卻。
[0006]當(dāng)不銹鋼一次冷變形量大于15%，變形硬度達(dá)到HRB90以上，出爐冷卻采用油冷方式。
[0007]當(dāng)不銹鋼一次冷變形量小于15%，變形硬度低于HRB85，出爐冷卻采用水冷方式。
[0008]所述不銹鋼為441不銹鋼。
[0009]所述不銹鋼為441不銹鋼鋼管，所述441不銹鋼鋼管的一次冷加工為90°彎折加工。
[0010]所述退火溫度為845°C。
[0011]退火處理在一次冷加工后8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。
[0012]采用箱式退火爐，采用惰性氣體N2作為保護(hù)氣氛，爐溫控制采用數(shù)字式儀表，爐口、爐門(mén)及保溫材料為輕型陶瓷纖維，加熱絲為暗藏式，退火爐為四面加熱。
[0013]441不銹鋼鋼管的二次冷加工為對(duì)彎折部位進(jìn)行脹形處理，脹形結(jié)束后低溫回火。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，不銹鋼的伸長(zhǎng)率恢復(fù)到28%以上，滿(mǎn)足二次冷加工的要求?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施方式處理后的金屬組織金相圖；
[0016]圖2為對(duì)比例一處理后的金屬組織金相圖；
[0017]圖3為對(duì)比例二處理后的金屬組織金相圖；
[0018]圖4為彎管工件圖，圖中(2)是冷變形量最大的部位，硬度為HRB93 ；
[0019]圖5為圖4中(2)處彎管部分的脹形擴(kuò)徑后的圖；
[0020]上述圖中的標(biāo)記均為:1、硬質(zhì)相。
【具體實(shí)施方式】
[0021]441不銹鋼低于845°C析出脆性相，降低其塑性，如730°C保溫3小時(shí)油冷，塑性變形指標(biāo)的伸長(zhǎng)率從一次冷變形未熱處理的9%恢復(fù)到15% ;而高于845°C則會(huì)導(dǎo)致晶?？焖僭龃?，從而降低其塑性，如870°C保溫3小時(shí)油冷，塑性變形指標(biāo)的伸長(zhǎng)率恢復(fù)到23%左右。因此本發(fā)明溫度為845°C ±4°C，保溫時(shí)間為3小時(shí)的退火工藝可以獲得晶粒細(xì)小均勻的金相組織，脆性大的硬質(zhì)基本溶化只有少量相析出，同時(shí)晶粒尺寸恢復(fù)到原來(lái)的約50μπι左右，變化不大，獲得伸長(zhǎng)率在28%以上，使得冷變形441不銹鋼的塑性恢復(fù)。
[0022]冷卻方式:保溫時(shí)間結(jié)束后，441不銹鋼快速出爐采用水冷或油冷。當(dāng)441不銹鋼一次冷變形量大，變形硬度達(dá)到HRB90以上，采用油冷方式，塑性可以恢復(fù)到29%，而同樣的保溫溫度和時(shí)間水冷試樣 的塑性卻只可以恢復(fù)到20%左右。當(dāng)441不銹鋼一次冷變形量小，變形硬度低于HRB85，采用水冷和油冷方式，試樣的塑性都可以恢復(fù)到29%，由于油冷方式會(huì)在不銹鋼表面殘留油污，給后續(xù)清理帶來(lái)困難，因此一次冷變形硬度低于HRB85的441不銹鋼采用水冷。
[0023]采用的箱式退火爐，要求爐溫控制采用數(shù)字式儀表，溫度可以智能控制，可減少視讀和人為操作誤差。爐口、爐門(mén)及保溫材料為進(jìn)口輕型陶瓷纖維，保溫好；設(shè)有超溫、過(guò)載保護(hù)功能；控溫精度準(zhǔn)，加熱絲為暗藏式，以防腐蝕性氣體侵蝕爐膛為碳化硅爐膛，經(jīng)久耐磨高溫爐為四面加熱，爐內(nèi)溫度均勻。
[0024]實(shí)施例一
[0025]441不銹鋼管件進(jìn)行一次冷加工彎折90°，由于441不銹鋼冷變形放置時(shí)間過(guò)久會(huì)出現(xiàn)微裂紋，進(jìn)一步影響后續(xù)加工及降低產(chǎn)品質(zhì)量。因此要求，441不銹鋼管彎管后8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行退火處理。
[0026]將彎管加工后的不銹鋼管放入爐內(nèi)，以每分鐘25°C的升溫速度升到845°C，保溫3小時(shí)，檢測(cè)到一次冷變形量大于15%，變形硬度達(dá)到HRB90以上，因此出爐油冷。金相組織圖如圖1所示，獲得晶粒細(xì)小均勻的金相組織，脆性大的硬質(zhì)基本溶化只有少量相析出，同時(shí)晶粒尺寸恢復(fù)到原來(lái)的約50 μ m左右，變化不大，獲得伸長(zhǎng)率在29%。
[0027]循環(huán)水沖洗。
[0028]將退火處理的441不銹鋼彎管裝夾到脹形機(jī)上的模具中，密封，啟動(dòng)高壓泵，壓入高壓液體。將圖4中的2處彎管部位進(jìn)行脹形，獲得如圖5所示的脹形擴(kuò)徑的效果。
[0029]441不銹鋼彎管的二次冷脹形加工產(chǎn)品沒(méi)有出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。
[0030]脹形結(jié)束的管形件低溫回火去除參與應(yīng)力。
[0031]實(shí)施例二[0032]441不銹鋼管件進(jìn)行一次冷加工彎折90°，由于441不銹鋼冷變形放置時(shí)間過(guò)久會(huì)出現(xiàn)微裂紋，進(jìn)一步影響后續(xù)加工及降低產(chǎn)品質(zhì)量。因此要求，441不銹鋼管彎管后8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行退火處理。
[0033]將彎管加工后的不銹鋼管放入爐內(nèi)，以每分鐘25°C的升溫速度升到845°C，保溫3小時(shí)，檢測(cè)到一次冷變形量小于15%，變形硬度低于HRB85，因此出爐水冷。試樣伸長(zhǎng)率恢復(fù)到 28%ο
[0034]將退火處理的441不銹鋼彎管裝夾到脹形機(jī)上的模具中，密封，啟動(dòng)高壓泵，壓入高壓液體。將圖4中的2處彎管部位進(jìn)行脹形，獲得如圖5所示的脹形擴(kuò)徑的效果。
[0035]441不銹鋼彎管的二次冷脹形加工產(chǎn)品沒(méi)有出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。
[0036]脹形結(jié)束的管形件低溫回火去除參與應(yīng)力。
[0037]對(duì)比例一
[0038]將441不銹鋼鋼管一次冷加工90°彎折后退火處理:730°C保溫3小時(shí)油冷，塑性變形指標(biāo)的伸長(zhǎng)率從一次冷變形未熱處理的9%恢復(fù)到15% ;試樣的金相組織如圖2所示，圖2中I處的箭頭所示，析出大量的硬質(zhì)相，硬質(zhì)相導(dǎo)致441不銹鋼脆性增大，塑性降低，伸長(zhǎng)率降低，因此伸長(zhǎng)率只恢復(fù)到15%。
[0039]對(duì)比例二
[0040]將441不銹鋼鋼管 一次冷加工90°彎折后退火處理:870°C保溫3小時(shí)油冷，試樣的金相組織如圖3所示，溫度升高硬質(zhì)相溶解，因此在金相組織中只看到少量的硬質(zhì)相析出，但是晶粒度卻從原來(lái)大約40 μ m長(zhǎng)大到100 μ m，晶粒度的增大，同樣導(dǎo)致塑性降低，伸長(zhǎng)率降低，因此伸長(zhǎng)率只恢復(fù)到23%。
[0041]采用上述的方法后，441不銹鋼伸長(zhǎng)率恢復(fù)到28%以上，滿(mǎn)足441不銹鋼彎管的二次冷漲形加工要求。
[0042]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，對(duì)不銹鋼進(jìn)行一次冷加工，其特征在于，一次冷加工后進(jìn)行退火處理，退火溫度為845°c ±4°C，升溫速度為25°C每分鐘，保溫時(shí)間為3小時(shí)；之后出爐冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，其特征在于，當(dāng)不銹鋼一次冷變形量大于15%，變形硬度達(dá)到HRB90以上，出爐冷卻采用油冷方式。
3.如權(quán)利要求1所述的提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，其特征在于，當(dāng)不銹鋼一次冷變形量小于15%，變形硬度低于HRB85，出爐冷卻采用水冷方式。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，其特征在于，所述不銹鋼為441不銹鋼。
5.如權(quán)利要求1-3任一所述的提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，其特征在于，所述不銹鋼為441不銹鋼鋼管，所述441不銹鋼鋼管的一次冷加工為90°彎折加工。
6.如權(quán)利要求1-3任一所述的提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，其特征在于，所述退火溫度為845 °C。
7.如權(quán)利要求1-3任一所述的提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，其特征在于，退火處理在一次冷加工后8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求1-3任一所述的提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，其特征在于，采用箱式退火爐，采用惰性氣體N2作為保護(hù)氣氛，爐溫控制采用數(shù)字式儀表，爐口、爐門(mén)及保溫材料為輕型陶瓷纖維,加熱絲為暗藏 式,退火爐為四面加熱。
9.如權(quán)利要求5所述的提高不銹鋼二次冷加工性能的方法，其特征在于，441不銹鋼鋼管的二次冷加工為對(duì)彎折部位進(jìn)行脹形處理，脹形結(jié)束后低溫回火。
【文檔編號(hào)】C21D8/00GK103789521SQ201410062494
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】劉華, 黃仲佳 申請(qǐng)人:蕪湖恒耀汽車(chē)零部件有限公司