CN1072727A

CN1072727A - 中碳锰钢和低碳锰钢制成品的热处理方法

Info

Publication number: CN1072727A
Application number: CN 91111152
Authority: CN
Inventors: 王晶华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-25
Filing date: 1991-11-25
Publication date: 1993-06-02
Anticipated expiration: 2006-11-25
Also published as: CN1027653C

Abstract

本发明涉及一种对合金钢40Mn₂和20Mn₂制成品的热处理方法，特别适用于对用40Mn₂和 20Mn₂制成的工程车轮胎保护链的热处理。为了提高工程车轮胎保护链的耐磨性，将用40Mn₂制成的滚动环和同20Mn₂制成的连接环组成的工程车轮胎保护链加热至820～850℃，保温1～1.5小时后放入含0.2～0.3％聚乙烯醇水溶液中以37～50℃/sec 的速率淬火至100℃以下，再将其加热至360～ 380℃，保温2小时后，在空气中冷却至室温。这种处理方法使滚动环硬度达到HRC45～50，连接环达到HRC35～40，并且不产生裂纹，其使用寿命达一年以上。

Description

本发明涉及一种对合金钢40Mn₂和20Mn制成品的热处理方法，尤其适用于对用40Mn₂经过段造的滚动环和用20Mn₂经过焊接的连接环制成的工程车轮胎保护链的热处理。

在水力、电力、采矿、铁路建筑等工程施工的轮式装载机及运输车，它们经常工作在碎石或岩后等环境恶劣的地面上，使轮胎磨损和划伤非常严重，有时只工作十几天就要更换轮胎，这是很大的浪费。长期以来，人们想出很多办法延长其轮胎的使用寿命。其中在轮胎上附上一个金属保护链以增加轮胎的使用年限。开始人们用碳素钢制作保护链。用低碳钢制造的保护链，由于耐磨性较低，虽然比不用保护链的使用寿命有所提高，但寿命并不长，该保护链的制造费用比较高，从经济角度出发并不上算;如果用含碳量高的碳素钢制作，由于保护链的连接环需要焊接。因含碳量高，使可焊性降低，往往因其连接环开裂使保护链成为废品;如果用耐磨性好的中碳合金钢，如40Mn₂经过锻造制成滚动环，用可焊性好的低碳合金钢如20Mn₂制作连接环，再把它们组合成轮胎保护链，这种保护链由于是两种材料制造，其热处理难度很大;用水作淬火剂，20Mn₂的连接环能够达到HRC35～40的硬度，但是，用40Mn₂制造的滚动环却因为含碳量较高，由于淬火速度过快产生裂纹变成废品;如果用油作淬火剂，40Mn₂的滚动环能够达到HRC＞50的硬度，但是用20Mn₂制成的连接环的硬度却达不到HRC30。

本发明的目的在于对用合金钢40Mn₂和20Mn₂的制成品提供一种热处理方法，使其用40Mn₂制成的零件的硬度在HRC45～50之间，用20Mn₂制成的零件的硬度在HRC35～40之间，而这两个零件都不会产生裂纹。

340之间，而这两个零件都不会产生裂纹。

本发明可以通过下述措施来实现：

将用40Mn₂中碳合金钢零件和用20Mn₂低碳合金钢零件的制成品放在加热炉中加热至820～850℃，保温1-1.5小时后，放入含0.2～0.3%聚乙烯醇水溶液中以40～60℃/sec的速率冷却到100℃以下。含有0.2～0.3%的聚乙烯醇水溶液的淬火特性介于水和油之间，它即能防止中碳合金钢40Mn₂在淬火时于C-曲线的马氏体转变温度过快，造成内应力过大出现裂纹;又不会像20Mn₂低碳合金钢在油中淬火时，在C-曲线鼻部冷却速度太小得不到淬火马氏体，而使硬度过低。淬火的加热温度之所以选在820～850℃，是因为40Mn₂的AC₃点为770℃，20Mn₂的AC₃点为840℃。如低于820℃，虽然对40Mn₂的影响不大，但对20Mn₂由于低于AC₃点会有铁素体存在而降低淬火硬度;若淬火温度高于850℃，虽然对20Mn₂是适当的，但已超过40Mn₂的AC₃点80℃以上、这样就会使奥氏体晶粒长大，其结果容易造成淬火裂纹。由于锰钢是在奥氏体转变温度其间奥氏体晶粒容易长大的钢种，因此保温时间不能超过1.5小时。

经过淬火后的40Mn₂和20Mn₂制成品再放入炉中加热至360-380℃，保温2小时后即出炉，在空气中冷却到室温。这种回火的目的在于消除淬火时产生的内应力，并获得回火托氏体组织，从而保持20Mn₂的硬度达到HRC35-40，并使其组织为托氏体;40Mn₂的硬度达到HRC45～50。

本发明还可以通过下述措施来实现：

在40Mn₂和20Mn₂制成品淬火之前，放入炉中加热至840～860℃，保温2小时后出炉在空气中冷却至室温。这种正火的目的在于消除两种合金钢在形成制成品时由于热加工所

本发明与现有技术相比有以下优点：

1、含有0.2～0.3%的聚乙烯醇水溶液淬火剂能使40Mn₂和20Mn₂制成品的硬度分别达到HRC45～50和HRC35～40;

2、含0.2～0.3%聚乙烯醇水溶液价格低，容易配制，使用安全，不起火也不产生飞溅，不污染环境，淬火剂处理的表面发黑，起防锈作用;

3、用含0.2～0.3%聚乙烯醇水溶液处理的40Mn₂和20Mn₂制成品不会产生裂纹;

4、本热处理方法使处理的40Mn₂和20Mn₂制成品的使用寿命长，如用低碳钢制成的工程车保护链经淬火后的使用寿命最多半年，而用本发明处理的工程车保护链使用帮命在相同条件下可达一年以上。

附图说明如下：

图1为本发明合金钢40Mn₂和20Mn₂制成品淬火时的温度-时间变化曲线;

图2为本发明合金钢40Mn₂和20Mn₂制成品淬火后回火的温度-时间变化曲线;

图3为本发明合金钢40Mn₂和20Mn₂制成品淬火前进行正火的温度-时间变化曲线;

图4为用合金钢40Mn₂和20Mn₂经锻造的滚动环和合金钢20Mn₂经焊接的连接环组成的工程车轮胎保护链的一种局部结构示意图;

图5为用合金钢40Mn₂和20Mn₂制成的工程车保护链的滚动环用本发明热处理后的金相图;

图6为用合金钢40Mn₂和20Mn₂制成的工程车保护链的连接环用本发明热处理后的金相图。

连接环用本发明热处理后的金相图。

现结合附图对本发明作进一步详述：

图4中的1为用40Mn₂锻造的滚动环，2为用20Mn₂锻造成环状并套在滚动环1上后再把连接环的开口焊死而成的连接环。若干个滚动环和连接环组成由三个单片（每片100公斤）构成一个工程车轮胎保护链。将保护链单片放入箱式电阻加热炉中加热到840～860℃，保温2小时后，从炉中取出，在空气中冷却到空温;再将保护链单片放入炉中加热至820～850℃并保温1-1.5小时后，放入含0.2～0.3%聚乙烯醇水溶液中以40～60℃/sec的速率淬火至100℃下;再将保护链单片放入炉中加热至360～380℃，保温2小时后，在空气中冷却至室温。用此方法进行热处理使保护链的滚动环硬度达到HRC45～50，连接环的硬度达到HRC35～40。

Claims

1、一种合金钢40Mn2和20Mn2制成品的热处理方法；特别适用于由40Mn2合金钢段造的滚动环和用20Mn2合金钢经过焊接的连接环所制成的工程车轮胎保护链的热处理，其特征在于：

(1)由含0.2～0.3%的聚乙烯醇水溶液作淬火剂；

(2)将合金钢40Mn2和20Mn2制成品加热至820°～850°，保温1-1.5小时后，以37-50℃/sec的速率放入0.2～0.3%的聚乙烯醇水溶液中冷却到100℃以下；

(3)将合金钢40Mn2和20Mn2制成品加热至360～380℃，保温2小时后，在空气中冷却至室温。

2、根据权利要求1所述的合金钢40Mn₂和20Mn₂制成品的热处理方法，其特征在于：在淬火处理之前，将其加热至840～860℃，保温2小时后，在空气中冷却至室温。