專利名稱：一種提高鋼材料沖擊性能的方法
一種提高鋼材料沖擊性能的方法技術領域
本發明屬于高性能金屬材料及特殊合金材料加工領域，主要是涉及一種提高鋼材料沖擊性能的方法。
背景技術：
隨著工程機械對產品性能要求的不斷提高，相應對油缸材料的晶粒組織，力學性能有了更高要求，特別是油缸如果在交變應力環境下，需承受一定的疲勞強度，這對材料的沖擊性能有更高要求，一般來說，晶粒愈細金屬的機械性能特別是韌性愈好，沖擊功愈高。發明內容
本發明的目的是提供一種提高鋼材料沖擊性能的方法，通過退火及表面處理，然后經冷軋加工方法產生塑性變形，大大提高了金屬材料的強度、硬度，該方法不僅能使金屬成型，而且能使金屬的組織和性能大大改善，提供一種質優價廉的取代產品。
為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種提高鋼材料沖擊性能的方法包括以下步驟:
I)將30CrMnSi或27SiMn合金結構鋼材料進行不完全退火處理；
2)將步驟I)所得材料依次經酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面處理，然后進行冷軋加工，控制冷變形單位減輕量在30-40%范圍內；
3)將步驟2)所得的材料進行再結晶處理，處理溫度在550°C -700°C范圍內，保溫3-6小時，然后緩冷到300°C以下出爐空冷得到沖擊性能在原來基礎上提高50-80%以上的鋼材料。
所述的不完全退火處理在780°C _820°C進行。
所述冷變形單位減輕量即單位長度的材料經冷軋處理減輕的重量與原始重量的比值。
所述步驟3)中再結晶處理的處理溫度為580_620°C。
所述酸洗過程采用質量濃度為15-20%的鹽酸溶液，處理時間為30-60分鐘。
所述步驟2)中磷化過程中采用磷酸鋅、錳鹽附著磷化膜進行磷化。
本發明提供的提高鋼材料沖擊性能的方法具有以下有益效果:
1、本發明通過冷軋方式使晶格間滑移，選擇合適的冷變形量(即冷變形單位減輕量)，使產生滑移地帶逐漸增多，晶粒逐漸“碎化”成許多位向略有不同的小晶塊，隨著變形量的增加，晶粒逐漸破碎變細。
2、為了使材料 獲得優良的組織和性能，還必須進行了再結晶處理，金屬的再結晶與液體結晶不同，它沒有一個臨界點，由于金屬的晶格類型不發生變化，金屬材料開始再結晶的溫度與它的變形程度、化學成分，加熱速度和加熱時間等因素有關；金屬的冷變形量越大，其再結晶溫度便越低，再結晶后的晶粒越細，再結晶后，冷變形金屬的晶格畸變及晶粒“碎化”等缺陷和內應力可以消除，因而強度、硬度下降的同時，塑性和韌性大為提高。
3、本發明通過控制冷變形減輕量及再結晶退火溫度及時間，使得晶粒較原始組織細化，可以大大提高材料的沖擊性能指標；并且該產品強度也得以提高，不僅表面質量好、尺寸精度高且綜合機械性能優越，具有較高的性價比。
具體實施例方式下面結合實施例來進一步說明本發明，但實施例僅在于說明本發明，而不是對其進行限制。實施例1:將材料規格30CrMnSi Φ 102mmX 12mm,在790°C進行不完全退火處理，再進行表面處理工序，即依次進行酸洗、清洗中和、磷化、皂化處理，然后通過兩輥冷軋機冷軋得到尺寸規格為Φ 90mm/Φ 74mm的精密鋼管單位減輕量39.3% ;最后進行再結晶處理,處理時分成兩組，一組在580°C保溫3小時，另一組在620°C保溫3小時，最后均緩冷到300°C以下出爐空冷。經過上述步驟處理后所得的材料的具體技術指標如下見表1:表權利要求
1.一種提高鋼材料沖擊性能的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將30CrMnSi或27SiMn合金結構鋼材料進行不完全退火處理； 2)將步驟I)所得材料依次經酸洗、清洗中和、磷化、皂化的表面處理，然后進行冷軋加工，控制冷變形單位減輕量在30-40%范圍內； 3)將步驟2)所得的材料進行再結晶處理，調整處理溫度在550°C-700°C，保溫3_6小時，然后緩冷到300°C以下出爐空冷得到沖擊性能在原來基礎上提高50-80%以上的鋼材料。
2.根據權利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述的不完全退火處理在780°C -820°C進行。
3.根據權利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述冷變形單位減輕量即單位長度的材料經冷軋處理減輕的重量與原始重量的比值。
4.根據權利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述步驟3)中再結晶處理的處理溫度為580-620°C。
5.根據權利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述酸洗過程采用質量濃度為15-20%的鹽酸溶液，處理時間為30-60分鐘。
6.根據權利要求1所述的提高鋼材料沖擊性能的方法其特征在于:所述步驟2)中磷化過程中采用磷酸鋅、錳 鹽附著磷化膜進行磷化。
全文摘要
本發明公開了一種提高鋼材料沖擊性能的方法，通過對原材料的不完全退火處理、表面處理、冷軋加工及再結晶退火一系列的處理，得到沖擊性能在原來基礎上提高50-80%以上的鋼材料。本發明通過控制單位冷變形減輕量及再結晶退火溫度及時間，使得晶粒較原始組織細化，達到提高材料的沖擊性能的目的；并且通過該方法得到的產品強度也得以提高，不僅表面質量好、尺寸精度高且綜合機械性能優越，具有較高的性價比。
文檔編號C21D8/10GK103173771SQ20131008271
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月15日 優先權日2013年3月15日
發明者趙江華, 盧鳳云, 王琴 申請人:宜昌中南精密鋼管有限公司