CN104451095B - 一种7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法，其步骤是：①堵孔、堵槽、涂耐高温防氧化涂料完成准备工作；②大端朝下装进底部为平面的工装上，放入气氛保护加热炉内，通氮气驱赶空气，完成装炉工作；③控制升温速度和温度，通入氮气+氨气+甲醇，加热；④控制升温速度、温度和时间，通入氮气+甲醇保护，奥氏体化；⑤控制时间和温度，硝盐淬火；⑥控制时间和温度，回火。经过上述处理后的7CrSiMnMoV扩径锥体，不会发生淬火裂纹、脱碳等缺陷，锥体材质在淬火深度、抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、硬度等各方面参数都有明显提高，能满足机械加工的需要，且机加工后不变形。

Description

一种7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法
技术领域
本发明涉及7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法，特别涉及一种形状复杂的7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法。
背景技术
机械扩径机用的扩径模具-扩径锥体作为成型钢管的一种极为关键的模具，目前我国主要是从德国SMS MEER公司和荷兰FONTIJINE GROTNES公司购买，要求能稳定扩管3~4万支。
扩径过程中，为使钢管发生扩径变形，扩径锥体需要承受巨大的压力和摩擦力，为了保证扩径锥体的使用性能，目前采用铸造的NiCrMoCu减摩铸铁和渗碳38CrMoAlA合金钢制备。由于扩径锥体的形状复杂，长度可达到1300毫米，最小厚度达到10毫米，最大厚度达到100毫米，存在8~12个平面，8~12个T形槽，16~24个直径为6~8毫米、长度为600~800毫米的深孔，16~24个直径为28~32毫米的螺纹孔。铸造的NiCrMoCu减摩铸铁铸造缺陷较多，淬火过程中易发生裂纹等缺陷；渗碳38CrMoAlA合金钢渗碳淬火过程中变形，易导致后续机械加工使工作表面渗碳层被加工掉，降低扩径锥体的耐磨性能的缺陷。铸造NiCrMoCu减摩铸铁和渗碳38CrMoAlA合金钢扩径锥体出现的裂纹和低耐磨性严重影响钢管的生产效率，严重时会造成扩径模片和扩径锥体卡死，带来极大的损失。
发明内容
为了解决现有扩径锥体存在的上述技术问题，本发明提供一种硬度高、锥体无裂纹、高耐磨性、高抗弯强度、高抗压强度的7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：
（1）准备：将机加工后的7CrSiMnMoV扩径锥体表面涂1~3mm厚的RLHY-31~33型耐高温防氧化涂料；
（2）装炉：大端朝下装进底部为平面的工装上，放入气氛保护加热炉内，加热前1~2小时通氮气驱赶空气；
（3）加热：随炉升温，升温至550℃，充氮气+氨气+甲醇，排气点火，保温2~4小时；氮气通气速度为5~10L/min，氨气通气速度为3~6L/min，甲醇加入速度为45~50滴/min；
（4）奥氏体化：从550℃升温至680~700℃后，通入氮气+甲醇保护，氮气通气速度为5~10L/min，甲醇加入速度为60~90滴/min；从680~700℃升温至860℃~880℃，保温5~7小时，氮气+甲醇通气速度保持不变；
（5）淬火：7CrSiMnMoV扩径锥体从气氛炉中出炉，在空气中预冷45~80秒，淬入160℃~180℃硝盐浴中，保温20~30分钟，出硝盐槽后擦干净；
（6）回火：7CrSiMnMoV扩径锥体放入井式回火炉中回火6~8小时，回火2次。
所述步骤（1）中还包括用螺栓堵底孔，钢丝堵盲孔，T型键堵T型槽的步骤。
所述步骤（2）中通氮气的通气速度为5~10L/min。
所述步骤（3）中的随炉升温的升温速度20~30℃/min。
所述步骤（4）中的升温至680~700℃后，升温速度为10~20℃/min。
所述步骤（4）中甲醇加入后，火焰长度>150mm。
本发明的有益效果在于：本发明中7CrSiMnMoV扩径锥体在气氛保护下，脱碳层深度小于0.1mm，淬火后基体组织为回火马氏体，锥体无裂纹缺陷，淬火深度可达到锥体的整个横截面，保证了机加工后锥体的硬度不降低， 7CrSiMnMoV抗弯强度大于等于4000MPa，抗压强度大于等于5200MPa，扭转强度大于等于2000MPa，冲击韧性大于等于140 J/cm2，硬度为57~62HRC。采用上述热处理工艺制备的7CrSiMnMoV扩径锥体，满足机械加工的需要，力学性能优异，且机加工后不变形。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明。
下面的实施例只是用于详细说明本发明，并不以任何方式限制发明的保护范围。
实施例1：
本实施例模片为大型的7CrSiMnMoV扩径锥体。
1）准备：将机加工后的7CrSiMnMoV扩径锥体表面涂3mm厚的RLHY-31~33型耐高温防氧化涂料，用螺栓堵底孔，盲孔用钢丝堵孔，T型键堵T型槽。
2）装炉：大端朝下装进底部为平面的工装上，放入气氛保护加热炉内，加热前1~2小时通氮气驱赶空气，氮气通气速度为10L/min左右。
3）加热：随炉升温，升温速度20℃/min，升温至550℃充氮气+氨气+甲醇，排气点火，保温4小时。氮气通气速度为10L/min左右，氨气通气速度为6L/min，甲醇加入速度为50滴/min。
4）奥氏体化：从550℃升温至700℃后，通入氮气+甲醇保护，升温速度为10℃/min，氮气通气速度为10L/min，甲醇加入速度为90滴/min，保证火焰长度>150mm。从700℃升温至880℃，保温7小时，氮气+甲醇通气速度保持不变。
5）淬火：7CrSiMnMoV扩径锥体从气氛炉中出炉，在空气中预冷80秒，淬入160℃硝盐浴中，保温30分钟，出硝盐槽后擦干净。
6）回火：7CrSiMnMoV扩径锥体放入井式回火炉中回火8小时，回火2次。
经过上述热处理的扩径锥体无裂纹缺陷，7CrSiMnMoV抗弯强度为4052MPa，抗压强度为5243MPa，扭转强度为2102MPa，冲击韧性为148 J/cm2，硬度为58HRC。
实施例2：
本实施例模片为中小型的扩径锥体。
1）准备：将机加工后的7CrSiMnMoV扩径锥体表面涂2mm厚的RLHY-31~33型耐高温防氧化涂料，用螺栓堵底孔，盲孔用钢丝堵孔。
2）装炉：大端朝下装进底部为平面的工装上，放入气氛保护加热炉内，加热前1~2小时通氮气驱赶空气，氮气通气速度为7L/min。
3）加热：随炉升温，升温速度25℃/min，升温至550℃充氮气+氨气+甲醇，排气点火，保温3小时。氮气通气速度为7L/min，氨气通气速度为5L/min，甲醇加入速度为48滴/min。
4）奥氏体化：从550℃升温至690℃后，通入氮气+甲醇保护，升温速度为15℃/min，氮气通气速度为7L/min，甲醇加入速度为70滴/min，保证火焰长度>150mm。从690℃升温至870℃，保温6小时，氮气+甲醇通气速度保持不变。
5）淬火：7CrSiMnMoV扩径锥体从气氛炉中出炉，在空气中预冷60秒，淬入180℃硝盐浴中，保温20~30分钟，出硝盐槽后擦干净。
6）回火：7CrSiMnMoV扩径锥体放入井式回火炉中回火7小时，回火2次。
经过上述热处理的扩径锥体无裂纹缺陷，7CrSiMnMoV抗弯强度为4120MPa，抗压强度为5321MPa，扭转强度为2153MPa，冲击韧性为151 J/cm2，硬度为61HRC。
采用上述热处理工艺制备的7CrSiMnMoV扩径锥体，不会发生淬火裂纹、脱碳等缺陷，锥体材质在淬火深度、抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、硬度等各方面参数都有明显提高，满足机械加工的需要，力学性能优异，且机加工后不变形。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于上述所示的这些实施例，而是要符合与本发明所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）准备：将机加工后的7CrSiMnMoV扩径锥体表面涂1~3mm的RLHY-31~33型耐高温防氧化涂料；
（2）装炉：大端朝下装进底部为平面的工装上，放入气氛保护加热炉内，加热前1~2小时通氮气驱赶空气；
（3）加热：随炉升温，升温至550℃，充氮气+氨气+甲醇，排气点火，保温2~4小时；氮气通气速度为5~10L/min，氨气通气速度为3~6L/min，甲醇加入速度为45~50滴/min；
（4）奥氏体化：从550℃升温至680~700℃后，通入氮气+甲醇保护，氮气通气速度为5~10L/min，甲醇加入速度为60~90滴/min，火焰长度>150mm；从680~700℃升温至860℃~880℃，保温5~7小时，氮气+甲醇通气速度保持不变；
（5）淬火：7CrSiMnMoV扩径锥体从气氛炉中出炉，在空气中预冷45~80秒，淬入160℃~180℃硝盐浴中，保温20~30分钟，出硝盐槽后擦干净；
（6）回火：7CrSiMnMoV扩径锥体放入井式回火炉中回火6~8小时，回火2次。
2.如权利要求1所述的7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中包括用螺栓堵底孔，钢丝堵盲孔，T型键堵T型槽的步骤。
3.如权利要求1所述的7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中通氮气的通气速度为5~10L/min。
4.如权利要求1所述的7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法，其特征在于，所述步骤（3）中的随炉升温的升温速度20~30℃/min。
5.如权利要求1所述的7CrSiMnMoV扩径锥体的热处理方法，其特征在于，所述步骤（4）中的升温至680~700℃后，升温速度为10~20℃/min。
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