專利名稱：復合溫度冷處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬材料的熱處理工藝，尤其涉及一種高碳合金鋼淬火后的 冷處理工藝。
背景技術：
鋼件淬火后，會保留一定量的殘余奧氏體，殘余奧氏體屬于不穩定相，在后 續的加工或服役過程中會轉變為馬氏體，影響工件的尺寸穩定性， 一般通過冷處
理(室溫 -70。C)來減少殘余奧氏體量，并提高硬度。深冷處理(<-130°C)不 僅能夠達到冷處理的目的，而且還能夠進一步降低殘余奧氏體量，并有超細微的 碳化物析出，能夠顯著提高材料的耐磨損性能。
現有技術中，涉及到高碳低合金鋼冷處理的工藝有三種，(1)淬火+冷處理 (室溫 -7(TC) +低溫回火處理，(2)淬火+深冷處理(<-130°C) +低溫回火處 理，(3)淬火+低溫回火處理+深冷處理(<-130°C) +低溫回火處理。
但是，目前的熱處理工藝均有一定的局限性，工藝(1)只通過冷處理減少 殘余奧氏體，工藝(2)不僅達到工藝(1)的目的，而且由于深冷處理或深冷處 理+低溫回火處理，析出超細微的碳化物，能夠顯著提高材料的耐磨損性能。但 是淬火及其隨后的深冷處理，使材料存在較大的第二和第三類殘余應力，形成更 多的顯微裂紋，造成沖擊韌性的降低，同時容易造成工件心部和表面溫差較大， 組織轉變的時間不同，形成宏觀裂紋。工藝(3)在淬火后先進行一次低溫回火， 減小材料的殘余應力，再進行深冷處理，達到上述目的，但是對于高碳合金鋼來 說，淬火后的低溫回火，產生殘余奧氏體穩定，隨后的深冷處理并不能顯著減少 殘余奧氏體量，硬度的增量也很少。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種高碳合金鋼的冷處理工藝，既能有效 減少淬火后的殘余奧氏體量，又能避免冷處理工藝產生較大的第二和第三類殘余
3應力、降低沖擊韌性、易形成宏觀裂紋等缺陷。
為解決上述技術問題本發明所采用的技術方案如下
一種復合溫度冷處理工藝，用于高碳合金鋼淬火后的冷處理，包括淬火和之 后的冷處理，該工藝的步驟包括
(1) 鋼件首先進行淬火處理；
(2) 淬火后馬上進行冷處理，溫度為-2(TC -70。C，至鋼件心部冷透；
(3) 進行第一次低溫回火，回火溫度為80°C 150°C;
(4) 進行深冷處理，溫度為〈-13(TC，至鋼件心部冷透；
(5) 再進行第二次低溫回火，溫度為150°C 300°C。 進一步地該工藝步驟包括
(1) 鋼件首先進行淬火處理-,
(2) 淬火后馬上進行冷處理，溫度為-20。C -7(TC，至鋼件心部冷透；
(3) 在空氣中回溫至室溫；
(4) 進行第一次低溫回火，回火溫度為80°C 150°C;
(5) 在空氣中冷卻至室溫；
(6) 進行深冷處理，溫度為〈-130'C，至鋼件心部冷透；
(7) 在空氣中回溫至室溫；
(8) 再進行第二次低溫回火，溫度為150°C 300°C;
(9) 在空氣中冷卻至室溫。 本發明巧妙運用兩段冷處理、兩次低溫回火的工藝， 第一次冷處理，溫度為-2(TC -70'C，以減少殘余奧氏體量、提高硬度。 冷處理結束后進行的第一次低溫回火，回火溫度經大量的試驗確定為80°C
150°C，目的是減小淬火和冷處理后的第二類和第三類應力，回火溫度不同于常 規工藝不能太高，過高的回火溫度將達不到隨后深冷處理的目的，高碳低合金鋼 取下限，高碳高合金鋼取上限。
然后的深冷處理，溫度為〈-13(TC，進一步降低殘余奧氏體量、提高材料的 耐磨損性能。
然后第二次低溫回火，溫度一般在15(TC-30(TC，降低工件的硬度，符合產 品的使用要求。本發明的復合溫度冷處理工藝通過淬火后進行復合溫度冷處理，既可以減少 殘余奧氏體，穩定尺寸，增加硬度，析出超細微碳化物，提高耐磨損性能，還因 為在深冷處理前進行了一次冷處理和低溫回火，有效地控制了工件的第二和第三 類殘余應力，大大提高沖擊韌性、避免宏觀裂紋等缺陷。
為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明 的具體實施方式
作詳細說明，其中 圖l為本發明的復合溫度冷處理工藝的示意圖。 其中1.冷處理 2.第一次低溫回火
3.深冷處理 4.第二次低溫回火
具體實施例方式
以GCrl5材料的20mm3的樣品為例，進行如下實施例
GCrl5先進行淬火處理，淬火后馬上進行冷處理，冷處理溫度為-20。C -70 °C，時間為60分鐘，在空氣中回溫，到室溫后，進行第一次低溫回火，溫度為 80°C 150°C，時間為60分鐘，在空氣中冷卻，到室溫后，進行深冷處理，溫度 為-18(TC -13(TC，時間為60分鐘，后在空氣中回溫，到室溫后，進行第二次低 溫回火，溫度為150°C 300°C，時間為120分鐘，后在空氣中冷卻，處理結果， 硬度為60-64HRC。
下表為各實施例具體參數及冷處理后工件的硬度性能如下表:
例冷處理溫度 。C低溫回火1 。C深冷溫度 。c低溫回火2 °C硬度 HRC
1-20100-15030060
2醫60卯-16015064
3-7080-18021063
4-50150-13016062
5-60100-15015064
權利要求
1.一種復合溫度冷處理工藝，用于高碳合金鋼淬火后的冷處理，包括淬火和之后的冷處理，其特征在于該工藝的步驟包括(1)鋼件首先進行淬火處理；(2)淬火后馬上進行冷處理，溫度為-20℃～-70℃，至鋼件心部冷透；(3)進行第一次低溫回火，回火溫度為80℃～150℃；(4)進行深冷處理，溫度為＜-130℃，至鋼件心部冷透；(5)再進行第二次低溫回火，溫度為150℃～300℃。
2. 根據權利要求1所述的復合溫度冷處理工藝，其特征在于該工藝的步驟包括(1) 鋼件首先進行淬火處理；(2) 淬火后馬上進行冷處理，溫度為-20'C -7(TC，至鋼件心部冷透；(3) 在空氣中回溫至室溫；(4) 進行第一次低溫回火，回火溫度為80°C 150°C;(5) 在空氣中冷卻至室溫；(6) 進行深冷處理，溫度為-18(TC -13(TC,至鋼件心部冷透；(7) 在空氣中回溫至室溫；(8) 再進行第二次低溫回火，溫度為150°C 300°C;(9) 在空氣中冷卻至室溫。
全文摘要
本發明公開了一種復合溫度冷處理工藝，包括淬火和之后的冷處理，該工藝的步驟包括(1)鋼件首先進行淬火處理；(2)淬火后馬上進行冷處理，溫度為-20℃～-70℃，至鋼件心部冷透；(3)進行第一次低溫回火，回火溫度為80℃～150℃；(4)進行深冷處理，溫度為＜-130℃，至鋼件心部冷透；(5)再進行第二次低溫回火。本發明的復合溫度冷處理工藝通過淬火后進行復合溫度冷處理，既可以減少殘余奧氏體，穩定尺寸，增加硬度，析出超細微碳化物，提高耐磨損性能，還因為在深冷處理前進行了一次冷處理和低溫回火，有效地控制了工件的第二和第三類殘余應力，大大提高沖擊韌性、避免宏觀裂紋等缺陷。
文檔編號C21D1/78GK101560591SQ200910051630
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月21日 優先權日2009年5月21日
發明者軍 盧, 儉 葉, 斌 李, 石江龍 申請人:上海市機械制造工藝研究所有限公司