CN106399644B - 一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺，包括如下步骤：将工件摆放在加热设备中，加热到760～780℃，保温40～60min；将加热设备温度降至740～750℃，保温5～10min；将工件浸入120～150℃淬火剂中进行淬火后，将工件取出放入空气中冷却至室温；工件在450‑460℃回火，保温30‑60min。与传统工艺相比，本发明的淬火工艺，有效避免了工件的淬火变形、开裂，提高工件的强度和韧性。

Description

一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺
技术领域
本发明属于材料热处理技术领域，具体涉及一种45号钢工件的淬火方法。
背景技术
45号钢为优质碳素结构用钢，广泛应用于摩托车、汽车上，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等，在工作中要承受巨大的摩擦力，通常采用淬火的方法来提高自身的硬度、耐磨性和使用寿命。目前常用的45号钢淬火无论是热处理工艺手册推荐和实际应用都是要求加热到840-860℃后在淬火介质中快速冷却以达到一定硬度，然后在540℃左右回火，这样的淬火处理中，冷拉45圆钢经常会出现淬火开裂的情况，导致零件报废，合格率有时仅为50％左右。常用的淬火介质为清水，5-10％NaCl水溶液等水基型淬火剂，水基型淬火剂具有安全，环保，使用寿命长，使用成本低等优点，然而水基型淬火剂冷却速度快，容易导致工件开裂等局限性，需要通过调整淬火剂的组成成分来克服以上问题。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺。
本发明的技术方案如下：
一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺，包括如下步骤：
(1)将工件摆放在加热设备中，加热到760～780℃，保温40～60min；
(2)将加热设备温度降至740～750℃，保温5～10min；
(3)将工件浸入120～150℃淬火剂中进行淬火后，取出工件放入空气中冷却至室温；
(4)步骤(3)的工件在450-460℃回火，保温30-60min。
进一步地，在上述技术方案中，所述的淬火剂按质量百分含量由以下组分组成：聚乙烯醇15-20％、氯化钾5-6％、氯化钠1-2％、麦芽糊精1-5％、余量水。所述的淬火剂也可以采用常规的水基型淬火剂，如5％-10％NaCl水溶液，优选10％NaCl水溶液、10-20％PAG水溶液，优选20％PAG水溶液。
进一步地，在上述技术方案中，所述聚乙烯醇的分子量为16000～20000。
进一步地，在上述技术方案中，所述工件为直径为4mm-12mm的45号钢圆柱形零件。
进一步地，在上述技术方案中，在步骤(4)中，回火时间为2-2.5min/mm。
本发明的有益效果：
本发明在较低温度(760～780℃)加热工件，可获得细小而均匀的奥氏体晶粒，然后在更低的温度(740～750℃)下保温处理，使工件截面温度均匀，在较高温度的淬火剂中冷却，最后在低温回火，延长回火保温时间，以确保工件热透，这种淬火工艺，与传统工艺相比，有效避免了工件的淬火变形、开裂，提高工件的强度和韧性。
直径4mm-12mm的45号钢工件的淬火，采用传统的淬火工艺，容易出现淬火变形、淬裂等，淬火合格率低，本发明改进淬火温度以及淬火回火保温时间登淬火工艺，结合采用特定的淬火剂，有效避免了该类工件在热处理过程中易出现变形、淬裂的现象，合格率达到98％以上，工件的硬度HRC≥50。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下面实施例中的45号钢工件为：直径4mm-12mm的小规格圆棒零件(南京钢铁总公司)。
实施例1
一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺，包括如下步骤：
(1)将直径为4mm的圆柱形45号钢工件摆放在加热设备中，加热到760℃，保温45min；
(2)将加热设备温度降至740℃，保温10min；
(3)将工件浸入120℃淬火剂中进行淬火后，将工件取出放入空气中冷却至室温；
(4)步骤(4)的工件在45℃回火，回火时间为2min/mm，保温30min，空气中冷却至室温；
其中，在步骤(3)中的淬火剂为10％NaCl水溶液。
上述方法得到的工件基本没有变形、裂纹等，产品合格率为90％，产品硬度HRC＞50。
实施例2
一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺，包括如下步骤：
(1)将直径为4mm的圆柱形45号钢工件摆放在加热设备中，加热到760℃，保温45min；
(2)将加热设备温度降至745℃，保温10min；
(3)将工件浸入120℃淬火剂中进行淬火后，将工件取出放入空气中冷却至室温；
(4)步骤(4)的工件在45℃回火，回火时间为2min/mm，保温30min，空气中冷却至室温；
其中，在步骤(3)中的淬火剂按质量百分含量由以下组分组成：聚乙烯醇15％、氯化钾5％、氯化钠2％、麦芽糊精3％、余量水。
上述方法得到的工件基本没有变形、裂纹等，产品合格率为98％，产品硬度HRC＞50。
实施例3
一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺，包括如下步骤：
(1)将直径为8mm的圆柱形45号钢工件摆放在加热设备中，加热到770℃，保温45min；
(2)将加热设备温度降至745℃，保温10min；
(3)将工件浸入120℃淬火剂中进行淬火后，将工件取出放入空气中冷却至室温；
(4)步骤(4)的工件在45℃回火，回火时间为2.5min/mm，保温45min，空气中冷却至室温；
其中，在步骤(3)中的淬火剂按质量百分含量由以下组分组成：分子量为16000的聚乙烯醇15％、氯化钾5％、氯化钠2％、麦芽糊精3％、余量水。
上述方法得到的工件基本没有变形、裂纹等，产品合格率为98％，产品硬度HRC＞50。
实施例4
一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺，包括如下步骤：
(1)将直径为8mm的圆柱形45号钢工件摆放在加热设备中，加热到770℃，保温45min；
(2)将加热设备温度降至745℃，保温10min；
(3)将工件浸入120℃淬火剂中进行淬火后，将工件取出放入空气中冷却至室温；
(4)步骤(4)的工件在445℃回火，回火时间为2.5min/mm，保温45min，空气中冷却至室温；
其中，在步骤(3)中的淬火剂按质量百分含量由以下组分组成：分子量为18000的聚乙烯醇20％、氯化钾6％、氯化钠1％、麦芽糊精1％、余量水。
上述方法得到的工件基本没有变形、裂纹等，产品合格率为99％，产品硬度HRC＞50。
实施例5
一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺，包括如下步骤：
(1)将直径为12mm的圆柱形45号钢工件摆放在加热设备中，加热到780℃，保温60min；
(2)将加热设备温度降至750℃，保温10min；
(3)将工件浸入130℃淬火剂中进行淬火后，将工件取出放入空气中冷却至室温；
(4)步骤(4)的工件在450℃回火，回火时间为2min/mm，保温60min，空气中冷却至室温；
其中，在步骤(3)中的淬火剂按质量百分含量由以下组分组成：分子量为18000的聚乙烯醇20％、氯化钾6％、氯化钠1％、麦芽糊精1％、余量水。
上述方法得到的工件基本没有变形、裂纹等，产品合格率为99％，产品硬度HRC＞50。
实施例6
一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺，包括如下步骤：
(1)将直径为8mm的圆柱形45号钢工件摆放在加热设备中，加热到780℃，保温60min；
(2)将加热设备温度降至750℃，保温5min；
(3)将工件浸入150℃淬火剂中进行淬火后，将工件取出放入空气中冷却至室温；
(4)步骤(4)的工件在450℃回火，回火时间为2min/mm，保温40min，空气中冷却至室温；
其中，在步骤(3)中的淬火剂按质量百分含量由以下组分组成：分子量为18000的聚乙烯醇18％、氯化钾6％、氯化钠1％、麦芽糊精3％、余量水。
上述方法得到的工件基本没有变形、裂纹等，产品合格率为99％，产品硬度HRC＞50。
对比例1
采用传统工艺对45号钢工件进行淬火，包括如下步骤：
(1)将直径为8mm的圆柱形45号钢工件摆放在加热设备中，加热到840℃，保温60min；
(2)将工件浸入室温10％NaCl水溶液中进行淬火，将工件取出放入空气中冷却至室温；
(3)步骤(3)的工件在540℃回火，回火时间为2min/mm，保温40min，空气中冷却至室温；
上述方法得到的工件多个出现变形、裂纹等，淬火开裂率高达20％产品硬度HRC＜40。

Claims (3)

1.一种防止45号钢工件淬裂的淬火工艺，包括如下步骤：
(1)将工件摆放在加热设备中，加热到760～780℃，保温40～60min；
(2)将加热设备温度降至740～750℃，保温5～10min；
(3)将工件浸入120～150℃淬火剂中进行淬火后，取出工件放入空气中冷却至室温；
(4)步骤(3)的工件在450-460℃回火，保温30-60min；
所述的淬火剂按质量百分含量由以下组分组成：聚乙烯醇15-20％、氯化钾5-6％、氯化钠1-2％、麦芽糊精1-5％、余量水；
在步骤(4)中，工件加热至回火温度的时间为2-2.5min/mm。
2.根据权利要求1所述的淬火工艺，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为16000～20000。
3.根据权利要求1所述的淬火工艺，其特征在于，所述工件为直径为4mm-12mm的45号钢圆柱形零件。
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