CN107190130B - 一种发动机护罩热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机护罩热处理工艺，包括以下步骤：1)正火；将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理；2)高温回火：将正火处理后的护罩入炉340～380℃保温6‑8h,高温回火升温至670～730℃，保温8‑10h后逐渐冷却至温度低于120℃，出炉；3)淬火：将护罩升温至680～720℃，保温2‑3h后，升温至淬火温度820～880℃，保温4‑5h，然后水冷至室温；4)退火：最后再将护罩升温至380～420℃，保温8‑10h后，升温至退火温度660～720℃，保温10‑12h，空冷至室温即可。该种热处理工艺通过适当提高加热温度以及延长保温时间，从而能够使发动机护罩合金钢的组织转变充分，有效提高其机械性能和冲击韧性，满足汽车发动机护罩良好综合力学性能要求。

Description

一种发动机护罩热处理工艺
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及一种发动机护罩热处理工艺。
背景技术
汽车发动机护罩是用来承载汽车发动机的壳体部件，需要具有耐高温、高压、高强度等特性。而汽车发动机护罩的铸造成型后的热处理工序极为关键。其中，热处理是将金属工件加热到一定的温度，并在该温度下保温一定时间后，放入油或水中以不同速度冷却，通过改变金属材料表明或内部组织来控制其性能的一种工艺。
目前，护罩传统热处理工艺不足之处表现为：
(1)锻后热处理工艺，大多采用正火+回火，在100倍下观察金相组织仍与正火的相似，为块状铁素体和珠光体，只是高倍下观察珠光体已大部分球化。对细化晶粒不够充分。对于较厚的护罩锻件，由于冶炼条件、偏析严重，内部晶粒相对粗大，则需增加一次正火和一次过冷，使基体组织更加细化和均匀，为后续热处理及机械加工做好组织准备。
(2)性能热处理时冷却不充分。传统工艺淬火通常冷却至150℃，即达到马氏体相变点(220℃)以下就开始进行后续的回火处理，造成冷却不够充分。采用回火温度为600～630℃，低于640℃回火，容易造成硬度高且不均匀，脆性高，冲击值低，韧性差。难以获得良好的综合性能指标。
大型锻件往往存在晶粒粗大且不均匀、较多的气体和夹杂物、较大的锻造应力等，需制定合理的热处理工艺参数以修复缺陷。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种发动机护罩热处理工艺，该种热处理工艺通过适当提高加热温度以及延长保温时间，从而能够使发动机护罩合金钢的组织转变充分，有效提高其机械性能和冲击韧性，满足汽车发动机护罩良好综合力学性能要求。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种发动机护罩热处理工艺，按照以下步骤进行：
(1)正火；将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理；
(2)高温回火：将正火处理后的护罩入炉340～380℃保温6-8h,继续加热进行高温回火；高温回火升温至670～730℃，保温8-10h后逐渐冷却至温度低于120℃，出炉；
(3)淬火：将护罩升温至680～720℃，保温2-3h后，升温至淬火温度820～880℃，保温4-5h，然后水冷至室温；
(4)退火：最后再将护罩升温至380～420℃，保温8-10h后，升温至退火温度660～720℃，保温10-12h，空冷至室温即可。
优选地，用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C0.52-1.24％，Cr 1.07-2.11％，Si 0.46-1.28％，Mn 0.81-1.35％，Ni 0.03-0.09％，Ti0.94-1.60％，余量为Fe和不可去除的微量元素。
进一步地，用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C0.60-1.12％，Cr 1.21-1.93％，Si 0.66-1.10％，Mn 0.92-1.24％，Ni 0.04-0.07％，Ti1.08-1.46％，余量为Fe和不可去除的微量元素。
更进一步地，用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C 0.86％，Cr 1.60％，Si 0.83％，Mn 1.10％，Ni 0.05％，Ti 1.23％，余量为Fe和不可去除的微量元素。
进一步地，所述不可去除的微量元素≤0.05％。
进一步地，在步骤(1)中，所述二次正火处理具体是：第一次正火前，护罩温度在680～720℃，保温3-5h，然后进行升温进行第一次正火；第一次正火升温至860～940℃，保温2-4h；之后空冷至380～420℃；第二次正火前，将护罩入炉温度为340～380℃，保温4-6h,再升温至690～750℃，保温3-4h；然后升温进行第二次正火；第二次正火升温至870～930℃，保温4-5h；之后空冷至380～420℃。
进一步地，在步骤(2)中，所述逐渐冷却是按照10℃/min的降温速度实行的。
进一步地，其特征在于，在步骤(3)中，所述水冷温度为8-12℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的热处理工艺采用二次正火+高温回火+淬火+退火的工艺流程，与传统的一次正火+回火工艺相比，其优点是进一步细化和均匀晶粒，最大程度地提高晶粒度,并为后序的热处理准备良好的组织条件。又因锻件淬火入水速度快，水冷时间长，充分冷却至室温，且能获得较好的组织与较高的硬度。
(2)本发明的发动机护罩调质钢通过合理控制合金元素含量，使得成品护罩的强度高，其次适当提高了热处理过程中的加热温度以及延长保温时间，从而能够使钢的组织转变充分，有效提高机械性能和冲击韧性，最后严格控制冷却方式和方法，保证了钢材的足够淬透性和组织的完全转变，且进行各项机械性能检验，尤其是冲击试验，各项技术指标达到100％合格。另外，该热处理工艺步骤简单，工艺参数合理，易于推广和使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C 0.52％，Cr 1.07％，Si 0.46％，Mn 0.81％，Ni 0.03％，Ti 0.94％，余量为Fe和不可去除的微量元素，且不可去除的微量元素≤0.05％。
一种发动机护罩热处理工艺，按照以下步骤进行：
(1)正火；将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理，具体操作是：第一次正火前，护罩温度在680℃，保温3h，然后进行升温进行第一次正火；第一次正火升温至860℃，保温2h；之后空冷至380℃；第二次正火前，将护罩入炉温度为340℃，保温4h,再升温至690℃，保温3h；然后升温进行第二次正火；第二次正火升温至870℃，保温4h；之后空冷至380℃；
(2)高温回火：将正火处理后的护罩入炉340℃保温6h,继续加热进行高温回火；高温回火升温至670℃，保温8h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃，出炉；
(3)淬火：将护罩升温至6800℃，保温2h后，升温至淬火温度820℃，保温4h，然后水冷至室温，水冷温度控制为8℃；
(4)退火：最后再将护罩升温至380℃，保温8h后，升温至退火温度660℃，保温10h，空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。
实施例2
用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C 0.60％，Cr 1.21％，Si 0.66％，Mn 0.92％，Ni 0.04％，Ti 1.08％，余量为Fe和不可去除的微量元素，且不可去除的微量元素≤0.05％。
一种发动机护罩热处理工艺，按照以下步骤进行：
(1)正火；将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理，具体操作是：第一次正火前，护罩温度在690℃，保温3.5h，然后进行升温进行第一次正火；第一次正火升温至880℃，保温2.5h；之后空冷至390℃；第二次正火前，将护罩入炉温度为350℃，保温4.5h,再升温至700℃，保温3.2h；然后升温进行第二次正火；第二次正火升温至880℃，保温4.5h；之后空冷至390℃。；
(2)高温回火：将正火处理后的护罩入炉350℃保温6.5h,继续加热进行高温回火；高温回火升温至690℃，保温8.5h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃，出炉；
(3)淬火：将护罩升温至690℃，保温2.5h后，升温至淬火温度830℃，保温4.5h，然后水冷至室温，水冷温度控制为9℃；
(4)退火：最后再将护罩升温至390℃，保温8.5h后，升温至退火温度670℃，保温10.5h，空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。
实施例3
用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C 0.86％，Cr 1.60％，Si 0.83％，Mn 1.10％，Ni 0.05％，Ti 1.23％，余量为Fe和不可去除的微量元素，且不可去除的微量元素≤0.05％。
一种发动机护罩热处理工艺，按照以下步骤进行：
(1)正火；将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理，具体操作是：第一次正火前，护罩温度在700℃，保温4h，然后进行升温进行第一次正火；第一次正火升温至900℃，保温3h；之后空冷至400℃；第二次正火前，将护罩入炉温度为360℃，保温5h,再升温至720℃，保温3.5h；然后升温进行第二次正火；第二次正火升温至900℃，保温4.5h；之后空冷至400℃。；
(2)高温回火：将正火处理后的护罩入炉360℃保温7h,继续加热进行高温回火；高温回火升温至700℃，保温9h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃，出炉；
(3)淬火：将护罩升温至700℃，保温2.5h后，升温至淬火温度850℃，保温4.5h，然后水冷至室温，水冷温度控制为10℃；
(4)退火：最后再将护罩升温至400℃，保温9h后，升温至退火温度690℃，保温11h，空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。
实施例4
用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C 1.12％，Cr 1.93％，Si 1.10％，Mn 1.24％，Ni 0.07％，Ti 1.46％，余量为Fe和不可去除的微量元素，且不可去除的微量元素≤0.05％。
一种发动机护罩热处理工艺，按照以下步骤进行：
(1)正火；将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理，具体操作是：第一次正火前，护罩温度在710℃，保温4.5h，然后进行升温进行第一次正火；第一次正火升温至920℃，保温3.5h；之后空冷至410℃；第二次正火前，将护罩入炉温度为370℃，保温5.5h,再升温至740℃，保温3.8h；然后升温进行第二次正火；第二次正火升温至920℃，保温4.8h；之后空冷至410℃。；
(2)高温回火：将正火处理后的护罩入炉370℃保温7.5h,继续加热进行高温回火；高温回火升温至720℃，保温9.5h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃，出炉；
(3)淬火：将护罩升温至710℃，保温2.8h后，升温至淬火温度870℃，保温4.8h，然后水冷至室温，水冷温度控制为11℃；
(4)退火：最后再将护罩升温至410℃，保温9.5h后，升温至退火温度700℃，保温11.5h，空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。
实施例5
用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C 1.24％，Cr 2.11％，Si 1.28％，Mn 1.35％，Ni 0.09％，Ti 1.60％，余量为Fe和不可去除的微量元素，且不可去除的微量元素≤0.05％。
一种发动机护罩热处理工艺，按照以下步骤进行：
(1)正火；将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理，具体操作是：第一次正火前，护罩温度在720℃，保温5h，然后进行升温进行第一次正火；第一次正火升温至940℃，保温4h；之后空冷至420℃；第二次正火前，将护罩入炉温度为380℃，保温6h,再升温至750℃，保温4h；然后升温进行第二次正火；第二次正火升温至930℃，保温5h；之后空冷至420℃。；
(2)高温回火：将正火处理后的护罩入炉380℃保温8h,继续加热进行高温回火；高温回火升温至730℃，保温10h后按照10℃/min的降温冷却至温度低于120℃，出炉；
(3)淬火：将护罩升温至720℃，保温3h后，升温至淬火温度880℃，保温5h，然后水冷至室温，水冷温度控制为12℃；
(4)退火：最后再将护罩升温至420℃，保温10h后，升温至退火温度720℃，保温12h，空冷至室温即完成发动机护罩的热处理。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发动机护罩热处理工艺，包括以下步骤：
(1)正火；将铸造成型后的发动机护罩进行二次正火处理；
(2)高温回火：将正火处理后的护罩入炉340～380℃保温6-8h,继续加热进行高温回火；高温回火升温至670～730℃，保温8-10h后逐渐冷却至温度低于120℃，出炉；
(3)淬火：将护罩升温至680～720℃，保温2-3h后，升温至淬火温度820～880℃，保温4-5h，然后水冷至室温；
(4)退火：最后再将护罩升温至380～420℃，保温8-10h后，升温至退火温度660～720℃，保温10-12h，空冷至室温即可；其特征在于，所述用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C 0.52-1.24％，Cr 1.07-2.11％，Si 0.46-1.28％，Mn0.81-1.35％，Ni 0.03-0.09％，Ti 0.94-1.60％，余量为Fe和不可去除的微量元素。
2.根据权利要求1所述的一种发动机护罩热处理工艺，其特征在于，用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C 0.60-1.12％，Cr 1.21-1.93％，Si0.66-1.10％，Mn 0.92-1.24％，Ni 0.04-0.07％，Ti 1.08-1.46％，余量为Fe和不可去除的微量元素。
3.根据权利要求2所述的一种发动机护罩热处理工艺，其特征在于，用于热处理工艺的发动机护罩调质钢包括以下按重量百分比的成分：C 0.86％，Cr 1.60％，Si 0.83％，Mn1.10％，Ni 0.05％，Ti 1.23％，余量为Fe和不可去除的微量元素。
4.根据权利要求3所述的一种发动机护罩热处理工艺，其特征在于，所述不可去除的微量元素≤0.05％。
5.根据权利要求1所述的一种发动机护罩热处理工艺，其特征在于，在步骤(1)中，所述二次正火处理具体是：第一次正火前，护罩温度在680～720℃，保温3-5h，然后进行升温进行第一次正火；第一次正火升温至860～940℃，保温2-4h；之后空冷至380～420℃；第二次正火前，将护罩入炉温度为340～380℃，保温4-6h,再升温至690～750℃，保温3-4h；然后升温进行第二次正火；第二次正火升温至870～930℃，保温4-5h；之后空冷至380～420℃。
6.根据权利要求1所述的一种发动机护罩热处理工艺，其特征在于，在步骤(2)中，所述逐渐冷却是按照10℃/min的降温速度实行的。
7.根据权利要求1所述的一种发动机护罩热处理工艺，其特征在于，在步骤(3)中，所述水冷温度为8-12℃。
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