一种利用锻造部分余热快速加热淬火的方法技术

本发明专利技术提供一种利用锻造部分余热快速加热淬火的方法，包括以下步骤：S1、冷却：将锻造结束后的锻件控温冷却至Ar1以下50‑150℃；S2、加热：将锻件快速加热至Ac3以上100‑150℃。本发明专利技术将锻造成型后的锻件进行控温冷却，使锻件冷却至Ar1以下适当温度，发生过冷奥氏体相变；再利用高温炉快速加热至Ac3以上温度进行短暂保温后淬火。本发明专利技术可以有效利用锻件部分余温，显著减少加热保温时间，减少工件表面脱碳；也有效改善锻造过程造成的晶粒粗大、带状组织等缺陷，避免魏氏组织的产生，获得优良的金相组织、细小的晶粒和良好的综合机械性能；本发明专利技术还可有效降低能源消耗，降低生产成本。

A method of rapid quenching and heating by forging part of waste heat

The invention provides a method for rapid heating and quenching by using waste heat of forging part, including the following steps: S1, cooling: cooling the forging after forging to 50 150 C below Ar1; S2, heating: heating the forging rapidly to 100 150 C above Ac3. The forging after forging is cooled by temperature control, so that the forging is cooled to an appropriate temperature below Ar1, and supercooled austenite transformation occurs, and then the forging is rapidly heated to the temperature above Ac3 by a high temperature furnace for quenching after a short time of heat preservation. The invention can effectively utilize the residual temperature of part of forging, significantly reduce the heating and holding time, reduce the decarburization of workpiece surface, effectively improve the defects of coarse grain and banded structure caused by forging process, avoid the generation of Widmanstatten structure, and obtain excellent metallographic structure, fine grain and good comprehensive mechanical properties. Ming also can effectively reduce energy consumption and reduce production costs.

【技术实现步骤摘要】
一种利用锻造部分余热快速加热淬火的方法
本专利技术涉及热处理
，特别是涉及一种利用锻造部分余热快速加热淬火的方法。
技术介绍
锻造行业是能源消耗大户，而锻件热处理又是锻件生产中能源消耗大户，约占整个锻件生产总能耗的30％～35％。调质钢锻件的常规热处理方法通常如下：在锻件冷却到室温或较低温度时，按工艺规程再加热重新奥氏体化，然后淬火、高温回火。该方法的缺点是工件需要从室温开始升温加热并保温一定的时间使之重新完全奥氏体化，工件加热时间长，严重加剧了锻件表面脱碳现象，同时能源消耗大，生产制造成本高。在常规热处理基础上引申出一种利用锻造余热淬火的工艺，锻造余热淬火是在锻造后利用锻件自有的余热直接进行热处理淬火，它将锻造与热处理两工序紧密结合在一起，实现了两工序的合并，节省了锻件重新奥氏体化的再加热过程，不但充分利用锻造余热，显著节约能源，而且简化了锻件热处理工艺，缩短了生产周期。该工艺的广泛应用能获得显著的经济效益，在生产上极具推广应用价值。但实际上，锻造余热淬火工艺并没有得到广泛应用，其原因有二：首先，与常规热处理调质锻件相比，锻造余热淬火锻件的原奥氏体晶粒形成于高温锻造过程中，缺少重新奥氏体化的重结晶细化晶粒过程，因此晶粒较粗大，易出现魏氏组织和过热组织。其次，锻造工艺以锻造成形为主要目的，由于锻造加热工艺不稳定、人工上下料、锻件脱模困难等因素，锻造温度可能在1250～1000℃大幅波动，终锻温度可能在1100～800℃之间大幅变化，这势必导致锻件的原奥氏体晶粒度大幅波动和余热淬火温度不一致，最终影响锻件产品质量。公开号为CN102605159A的中国专利技术专利公开了一种大型汽车前轴余热控温淬火工艺方法，其针对的产品是大型汽车前轴，具体的前轴材料不明确，该专利在吹风预冷至Ar1以下30-50℃时，细化晶粒的效果不明显，而且热处理后容易出现魏氏组织，从热处理角度，金相组织一般不允许出现魏氏组织，魏氏组织会明显降低产品的力学性能。并且，该专利加热至850℃再保温30分钟，加热升温和保温时间较长，能源消耗大。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种利用锻造部分余热快速加热淬火的方法，用于解决现有技术中加热时间长、能源消耗大、工件晶粒粗大、金相组织中有魏氏组织、力学性能差等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种利用锻造部分余热快速加热淬火的方法，包括以下步骤：S1、冷却：将锻造结束后的锻件控温冷却至Ar1以下50-150℃；S2、加热：将锻件快速加热至Ac3以上100-150℃。在本专利技术的一些实施例中，所述步骤S2中，加热时间为20-30min，通常，在加热设备设定最终温度后，设备中锻件升温速率先快后慢。在本专利技术的一些实施例中，所述步骤S2中，加热设备的设置温度为Ac3以上200℃左右。采用较高的奥氏体化温度主要是加速工件奥氏体均匀化过程，但较高的奥氏体化温度会促使晶粒长大，所以要严格控制加热时间，防止奥氏体晶粒长大。在本专利技术的一些实施例中，所述步骤S2中，将锻件加热至Ac3以上100-130℃。在本专利技术的一些实施例中，还包括步骤S3、淬火，高温回火保温，制得成品。在本专利技术的一些实施例中，所述步骤S3中，高温回火保温的温度为500-650℃。在本专利技术的一些实施例中，所述步骤S3中，高温回火保温时间为150-180min。本专利技术第二方面提供上述方法制得的锻件。在本专利技术的一些实施例中，所述锻件材质为优质碳素钢。在本专利技术的一些实施例中，所述优质碳素钢选自50Mn、45号钢等中碳钢中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，所述锻件为汽车前轴、曲轴或连杆。本专利技术第三方面提供具有上述锻件的汽车。如上所述，本专利技术的一种利用锻造部分余热快速加热淬火的方法，具有以下有益效果：本专利技术将锻造成型后的锻件进行控温冷却，使锻件快速冷却至Ar1以下适当温度，发生过冷奥氏体相变；利用高温炉快速加热至Ac3以上适当温度进行短暂保温后淬火。本专利技术可以有效降低利用部分锻件余温，减少淬火加热、保温时间，减少工件表面脱碳；也可以有效改善锻造过程造成的晶粒粗大、带状组织等缺陷，有效避免魏氏组织的产生，获得优良的金相组织、细小的晶粒和良好的综合机械性能；本专利技术还有效降低能源消耗，降低生产成本。附图说明图1显示为本专利技术实施例1的利用锻造部分余热快速加热淬火工艺曲线图。图2显示为本专利技术实施例1中利用锻造部分余热快速加热淬火的50Mn材质曲轴金相组织图。图3显示为本专利技术实施例1中利用锻造部分余热快速加热淬火的50Mn材质连杆金相组织图。图4显示为对比例1中常规热处理工艺曲线图。图5显示为对比例1中常规热处理调质曲轴金相组织图。图6显示为对比例1中常规热处理调质连杆金相组织图。图7显示为对比例2中常规锻造淬火工艺曲线图。图8a、图8b显示为对比例2中常规锻造淬火工艺制得的曲轴金相组织图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指绝对压力。此外应理解，本专利技术中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本专利技术中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
的情况下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。本专利技术涉及一种利用部分锻造余热快速加热淬火的热处理方法，是一种热处理调质的工艺。该方法包括：将锻造成型后的锻件进行控温冷却，使锻件快速冷却至Ar1以下适当温度，发生过冷奥氏体相变；利用高温炉快速加热至Ac3以上温度进行短暂保温后淬火。该方法可以有效降低利用锻件余温，减少加热保温时间，减少工件表面脱碳；该方法也可以有效改善锻造过程造成的晶粒粗大、带状组织等缺陷，获得优良的金相组织、细小的晶粒和良好的综合机械性能；该工艺可以有效降低能源消耗，降低生产成本。本专利技术主要用于中小型汽车的曲轴、连杆等产品生产。以下实施例以生产50Mn材料曲轴、连杆为例进行说明，50Mn的执行标准为GB/T699-1999。实施例1如图1所示为本实施例的工艺曲线图，其中B点、C点所示温度范围均指锻件温度，说明如下：1、A点代表锻件的终锻温度，本实施例生产的锻件的终锻温度控制比较稳定，一般在900-950℃范围内，此温度在材料Ac3温度以上150-200℃(50Mn材料的Ac3温度为760℃)。2、B点代表本实施例控温冷却后的锻件温度，一般控制在500-600℃(通常控制在Ar1以下50-150℃，为了便于生产中操作者执行，本实施例控制在50本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用锻造部分余热快速加热淬火的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、冷却：将锻造结束后的锻件冷却至Ar1以下50‑150℃；S2、加热：将锻件快速加热至Ac3以上100‑150℃。

【技术特征摘要】
1.一种利用锻造部分余热快速加热淬火的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、冷却：将锻造结束后的锻件冷却至Ar1以下50-150℃；S2、加热：将锻件快速加热至Ac3以上100-150℃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2中，加热时间为20-30min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2中，将锻件加热至Ac3以上100-130℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括步骤S3、淬火，回火保温，制得成品。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张远平，秦新山，程松，杨建丰，李巨星，
申请(专利权)人：庆铃汽车集团有限公司，重庆庆铃锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50