GCr15SiMn的熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱處理方法，具體涉及GCrl5SiMn的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] GCr 15SiMn鋼為常見(jiàn)的一種高碳合金鋼，普遍應(yīng)用于軸承和各種模具上。 GCrl5SiMn鋼按正常的工藝規(guī)范進(jìn)行鍛造后，通常還需要進(jìn)行后續(xù)的熱處理。一般來(lái)講， 熱處理包括預(yù)處理和終處理；常規(guī)預(yù)處理工藝為球化退火，終處理工藝為淬火、低溫回火。 通常的GCrl5SiMn鋼球化退火工藝為780-8KTC加熱2-3h，710-730°C等溫4-5h，爐冷至 650°C以下出爐空冷，終處理工藝參數(shù)為820-840°C油淬后，150-200°C低溫回火。在該熱處 理工藝下，可以得到良好的強(qiáng)度、硬度等力學(xué)性能，能滿(mǎn)足一般零部件的使用要求，但在特 殊及惡劣環(huán)境中其綜合性能仍嫌不足，極大的限制了材料的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種新的GCrl5SiMn鋼的熱 處理方法，利用該熱處理方法能夠提高GCrl5SiMn鋼的綜合力學(xué)性能。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種GCrl5SiMn鋼的熱處理方法，包括以 下步驟： a. 將GCrl5SiMn鋼加熱至900-1100°C，保溫0. 5-lh后在油中進(jìn)行淬火處理； b. 冷卻至室溫后加熱到600-850°C進(jìn)行回火處理； c. 冷卻至室溫后進(jìn)行預(yù)熱處理； d. 加熱到850-900°C，保溫0. 5-4h后在熱油中進(jìn)行淬火處理； e. 冷卻后在80-100°C進(jìn)行低溫回火處理。
[0005] 經(jīng)工藝試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，本發(fā)明的熱處理方法通過(guò)對(duì)GCrl5SiMn鋼進(jìn)行 高溫奧氏體化淬火和相應(yīng)的終處理，得到較好的強(qiáng)度、硬度等力學(xué)性能，有效提高了 GCrl5SiMn鋼的綜合性能。
【具體實(shí)施方式】
[0006] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明： 對(duì)比例 采用常規(guī)熱處理工藝（即預(yù)處理為球化退火，終處理為淬火+低溫回火）對(duì) GCrl5SiMn零部件進(jìn)行處理。預(yù)處理為隨爐升溫至900°C，保溫50min，降至600°C，保溫 3h，再冷至400°C出爐空冷。終處理為隨爐升溫至680°C，保溫0. 5h后油淬，降至室溫后在 100 C保溫lh，空冷至室溫。
[0007] 實(shí)施例1 采用改進(jìn)預(yù)處理工藝和常規(guī)終處理工藝（即預(yù)處理為高溫奧氏體化淬火，終處理為淬 火+低溫回火）對(duì)GCrl5SiMn零部件進(jìn)行處理。預(yù)處理為隨爐升溫至1100°C，保溫40min 后進(jìn)行油淬處理，油溫為10°c，冷至室溫，然后加熱至800°C，保溫lh，冷卻至室溫。終處理 為隨爐升溫至900°C，保溫lh后油淬，降至室溫后在100°C保溫lh，空冷至室溫。
[0008] 實(shí)施例2 采用常規(guī)預(yù)處理工藝和改進(jìn)終處理工藝（即預(yù)處理為球化退火，終處理為高溫回火后 預(yù)熱+淬火+低溫回火）對(duì)GCrl5SiMn零部件進(jìn)行處理。預(yù)處理為隨爐升溫至1000°C， 保溫lh，降至600°C，保溫3h，再冷至400°C出爐空冷。終處理為在600°C預(yù)熱lh，加熱至 900°C保溫lh，放入溫度為80°C的熱油中淬火，降至室溫后在100°C保溫lh，空冷至室溫。
[0009] 實(shí)施例3 采用本發(fā)明的改進(jìn)的熱處理工藝（即預(yù)處理為高溫奧氏體化淬火，終處理為高溫回火 后預(yù)熱+淬火+低溫回火）對(duì)GCrl5SiMn零部件進(jìn)行處理。預(yù)處理為隨爐升溫至900°C， 保溫40min后進(jìn)行油淬處理，油溫為40°C，冷卻至室溫，然后加熱至600°C，保溫lh，冷卻至 室溫。終處理為在550°C預(yù)熱2h，加熱至900°C保溫lh，放入溫度為80°C的熱油中淬火，降 至室溫后在100 C保溫4h，空冷至室溫。
[0010] 實(shí)施例4 采用本發(fā)明的改進(jìn)的熱處理工藝（即預(yù)處理為高溫奧氏體化淬火，終處理為高溫回火 后預(yù)熱+淬火+低溫回火）對(duì)GCrl5SiMn零部件進(jìn)行處理。預(yù)處理為隨爐升溫至900°C， 保溫50min進(jìn)行油淬處理，油溫為40°C，冷卻至室溫，然后加熱至750°C，保溫2h，冷卻至室 溫。終處理為在600°C預(yù)熱0. 5h，加熱至850°C保溫2h，放入溫度為150°C的熱油中淬火，降 至室溫后在100 C保溫2h，空冷至室溫。
[0011] 實(shí)施例5 采用本發(fā)明的改進(jìn)的熱處理工藝（即預(yù)處理為高溫奧氏體化淬火，終處理為高溫回火 后預(yù)熱+淬火+低溫回火）對(duì)GCrl5SiMn零部件進(jìn)行處理。預(yù)處理為隨爐升溫至1050°C， 30min進(jìn)行油淬處理，油溫為20°C，冷卻至室溫，然后加熱至700°C，保溫2h，冷卻至室溫。 終處理為在600°C預(yù)熱2h，加熱至800°C保溫lh，放入溫度為80°C的熱油中淬火，降至室溫 后在100 C保溫3h，空冷至室溫。
[0012] 表1采用不同熱處理工藝得到的GCrl5SiMn零部件的物理性能 長(zhǎng)i
從表1可知，采用本發(fā)明的改進(jìn)的熱處理工藝處理的GCrl5SiMn零部件硬度可達(dá)到 63HRC以上，較常規(guī)熱處理工藝，彎曲強(qiáng)度提高達(dá)30%，沖擊韌性提高了 100%。在終處 理工藝相同而預(yù)處理工藝不同時(shí)，預(yù)處理為高溫奧氏體化淬火的試樣的綜合性能高于球 化退火的試樣。一般而言，在終處理工藝相同預(yù)處理工藝不同時(shí)，影響沖擊韌性和彎曲強(qiáng) 度的主要因素是碳化物尺寸。粗大、不均勻的碳化物會(huì)使GCrl5SiMn基體中碳濃度產(chǎn)生起 伏，在高碳脆化區(qū)與低碳弱化區(qū)的交界處由于兩處的塑變能力不同，產(chǎn)生應(yīng)力集中，從 而引起顯微裂紋產(chǎn)生，造成沖擊韌性和強(qiáng)度的降低。當(dāng)碳化物細(xì)化后，減弱了顯微裂紋 產(chǎn)生的可能性，同時(shí)還能抑制顯微裂紋的擴(kuò)展，使強(qiáng)度和沖擊韌性提高。
[0013] 當(dāng)預(yù)處理工藝相同而終處理工藝不同時(shí)，經(jīng)過(guò)高溫回火后預(yù)熱淬火的試樣的綜 合性能高于直接淬火的試樣。高溫回火后預(yù)熱淬火處理較充分的細(xì)化了奧氏體晶粒，而細(xì) 化的奧氏體晶粒會(huì)使基體中晶界增多，阻礙顯微裂紋的形成和擴(kuò)展，同時(shí)基體強(qiáng)韌性提 高，從而使耐磨性得到改善。當(dāng)采用改進(jìn)的熱處理工藝，即預(yù)處理為高溫奧氏體化淬火，終 處理為高溫回火后預(yù)熱+淬火+低溫回火，所得試樣經(jīng)過(guò)處理后得到的組織為針狀馬氏 體和殘余奧氏體。采用改進(jìn)的熱處理工藝，可獲得較多的均勻、彌散分布的細(xì)小碳化物， 可降低零部件開(kāi)裂趨勢(shì)，提高了 GCrl5SiMn基體的強(qiáng)韌性，增強(qiáng)了抵抗塑性變形和裂紋 形成、擴(kuò)展的能力，使耐磨性得到提高。測(cè)試表明，采用本發(fā)明改進(jìn)的熱處理工藝相比于常 規(guī)熱處理，其耐磨性提高了 35%。
[0014] 以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú) 需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù) 人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的 技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種GCrl5SiMn鋼的熱處理方法，其特征在于，包括以下步驟： a. 將GCrl5SiMn鋼加熱至900-1100°C，保溫0. 5-lh后在油中進(jìn)行淬火處理； b. 冷卻至室溫后加熱到600-850°C進(jìn)行回火處理； c. 冷卻至室溫后進(jìn)行預(yù)熱處理； d. 加熱到850-900°C，保溫0. 5-4h后在熱油中進(jìn)行淬火處理； e. 冷卻后在80-100°C進(jìn)行低溫回火處理。
【專(zhuān)利摘要】一種GCr15SiMn鋼的熱處理方法，包括以下步驟：將GCr15SiMn鋼加熱至900-1100℃，保溫0.5-1h后在油中進(jìn)行淬火處理；冷卻至室溫后加熱到600-850℃進(jìn)行回火處理；冷卻至室溫后進(jìn)行預(yù)熱處理；加熱到850-900℃，保溫0.5-4h后在熱油中進(jìn)行淬火處理；冷卻后在80-100℃進(jìn)行低溫回火處理。經(jīng)工藝試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，本發(fā)明的熱處理方法通過(guò)對(duì)GCr15SiMn鋼進(jìn)行高溫奧氏體化淬火和相應(yīng)的終處理,？得到較好的強(qiáng)度、硬度等力學(xué)性能，有效提高了GCr15SiMn鋼的綜合性能。
【IPC分類(lèi)】C21D6/00, C21D1/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105648173
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】銀琦
【申請(qǐng)人】重慶旭新悅數(shù)控機(jī)械有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2014年12月4日