一种挤压针的热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种挤压针的热处理方法，其包括：对经过预处理的半成品挤压针进行分级分段式淬火处理，再对分级分段式淬火处理的挤压针进行深冷以及依次进行回火和矫直处理得到马氏体挤压针，最后将得到的马氏体挤压针进行精整，以得到成品挤压针。该挤压针具有优异的红硬性，延长了在工艺应用过程中的使用寿命；该挤压针性能的提升，使其适于核级锆材挤压现场应用，更使得核级锆材挤压成本大大降低可应用于锆合金。

【技术实现步骤摘要】
一种挤压针的热处理方法
本申请涉及热处理工艺
，特别涉及一种挤压针的热处理方法。
技术介绍
高速钢具有很高的硬度、红硬性和耐磨性，现已大量应用于制造各种切削加工工具，除此之外，还被用于制造冷、热作模具、轧辊、高温轴承和具有较高硬度、高精度、耐热和耐磨的特殊机械部件。在现代机械化大生产的背景下，高速钢随着科技发展和工业生产水平的提升，对工业的发展起到促进的作用。在现有的技术中，高速钢件常用的热处理方法为退火预处理及淬火或等温淬火+多次回火最终热处理。退火处理方法采用完全退火，退火温度在Ac1点之上，使钢的基体转变为奥氏体。通过相变，可消除在冷或热加工之后产生的晶体缺陷和应力，降低钢的硬度，使钢材具有合适的退火组织，为机械加工和淬火处理做好准备。在完全退火保温后一般采用两种冷却方式：1)缓慢冷却退火，以20～30℃/h的冷却速度冷至550℃左右后进行炉冷，2)等温处理退火，在退火等温转变曲线上奥氏体分解转变为珠光体速度最快的温度保温，在奥氏体完全分解转变之后进行炉冷。经完全退火之后的组织为索氏体基体和较均匀分布的细小粒状碳化物的球化组织。以上两种最终处理工艺方法在常规处理工艺下使该材料的强度和韧性不能兼得。不具有最佳综合性能。而且核级锆材挤压的挤压温度超过700℃，挤压速度慢，时间长，且需扩孔挤压，扩孔力在100t左右，现使用的高速钢、H13、3Cr2W8V等材质的挤压针因寿命等问题已经不能满足实际使用要求。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是提供一种挤压针的热处理方法，采用分级和分段热处理的技术对半成品挤压针进行处理，再经过淬火并结合深冷处理消除热处理后的残余奥氏体和细化马氏体技术，使得通过本方法处理的挤压针满足核级锆材挤压用挤压针的使用要求，不仅提高了挤压针的硬度，还延长了工艺过程中挤压针的使用寿命，解决了挤压针使用中最易发生的断裂问题。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种挤压针的热处理方法，包括：对经过预处理的半成品挤压针进行至少两次预热处理，得到奥氏体挤压针；将所述奥氏体挤压针进行淬火处理，得到第一中间体挤压针；将所述第一中间体挤压针进行深冷处理，得到第二中间体挤压针；对所述第二中间体挤压针依次进行回火和矫直处理，并依次重复所述回火以及矫直处理至少三次，得到马氏体挤压针。进一步的，所述至少两次预热处理的步骤包括：将经过预处理的半成品挤压针放入第一加热炉内，升温至400-500℃进行恒温预热25-60分钟；再在在小于或等于20秒内转入第二加热炉内，升温至840-870℃进行恒温预热20-40分钟，得到奥氏体挤压针。进一步的，所述淬火处理的步骤包括：将所述奥氏体挤压针在小于或等于20秒内转入第三加热炉内，升温至1180-1230℃进行保温处理10-20分钟，再在小于或等于20秒内转移置入第四加热炉内进行淬火处理；对所述第四加热炉内中的奥氏体挤压针降温至260-300℃，在260-300℃温度下恒温30-60分钟，得到第一中间体挤压针。进一步的，所述深冷处理的步骤包括：将所述第一中间体挤压针快速冷却至-110--200℃，保温4-5小时，得到第二中间体挤压针。进一步的，所述对所述第二中间体挤压针依次进行回火和矫直处理，并依次重复所述回火以及矫直处理至少三次，得到马氏体挤压针具体步骤包括：对所述第二中间体挤压针在500-600℃下，保温1-2小时后，再将所述第二中间体挤压针放置在矫直机上进行矫直处理；依次重复上述回火以及矫直处理至少三次；依次重复上述回火以及矫直处理至少三次；检测所述马氏体挤压针的直线度是否小于或等于0.5/1000毫米，以及硬度是否小于或等于255布氏硬度；若否，则继续依次重复上述回火以及矫直处理，并检测，得到马氏体挤压针。进一步的，所述预处理步骤包括：对粗制挤压针依次进行表面抛光处理和真空退火处理；对真空退火后的粗制挤压针依次进行硬度检测和至少一次矫直处理，得到所述半成品挤压针。进一步的，所述抛光处理具体包括采用抛光机进行抛光，并用酒精擦洗所述粗制挤压针针体表面进行去尘处理；所述真空退火具体包括：将抛光后的粗制挤压针置入第一真空度为小于或等于800Pa的炉内，升温至550-650℃并进行保温40-50分钟；再在温度为860-880℃的炉内，保温2-5小时后，停止加热，使炉内温度降低至730-750℃时，保温3-6小时，且保持第一真空度；再次停止加热，使炉内温度降低至450-600℃时，以0.13-0.15Mpa的压力向炉内充气，使炉内快速降温至小于或等于150℃后出炉。进一步的，所述硬度检测的具体步骤包括将真空退火后的粗制挤压针的中部、头部以及尾部依次与硬度计的检测头接触，判断所述粗制挤压针的中部、头部以及尾部的硬度是否小于或等于255布氏硬度；所述至少一次矫直处理的步骤包括：将硬度小于或等于255布氏硬度的粗制挤压针放置在矫直机上进行矫直处理，是得到所述半成品挤压针直线度小于或等于0.5/1000毫米。进一步的，在执行得到马氏体挤压针的步骤后，还包括：对所述马氏体挤压针依次进行机械加工、消应力处理以及探伤处理，得到成品挤压针。进一步的，所述机械加工的具体步骤包括：所述消应力处理的具体步骤包括：将经过机械加工的马氏体挤压针放置在温度为150-200℃的炉内，保温5-10小时后取出；所述探伤处理的具体步骤包括：进一步的，所述半成品挤压针的材料为钼系高速钢。技术方案小结采用对半成品挤压针进行至少两次预热处理，并对预热处理后的半成品挤压针进行淬火处理，这个过程实则为对挤压针的分级和分段热处理的技术，经过预热后的半成品挤压针具有一定高度的温度，当转移淬火时，由于淬火温度要求较高，半成品挤压针已经具有一定的温度度数，使得高温淬火时的半成品挤压针结构具有稳定性，为高温下半成品挤压针金相转变提供了一个过度的过程，促使材料的金相转变更完全。另外，分级分段热处理后的挤压针为形成红硬性更好的马氏体挤压针，在热处理过程中，通过回火将残余奥氏体中析出合金碳化物，降低残余奥氏体中合金的浓度，使Ms点上升，当随后冷却时，残余奥氏体转变为马氏体；依次进行三次回火过程可以将马氏体中沉淀析出细小分散的碳化钨、碳化钒、碳化钼，形成“弥散硬化”。同时，在每次回火后进行矫直处理，以将因回火造成的变形进行矫直，得到预定直线度的挤压针。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：通过经过至少两次预热处理，在一定的温度下使半成品挤压针上的水分可以烘干，再进一步提高半成品挤压针的温度，使半成品挤压针的温度形成与高温淬火温度的过度，防止因直接把冷的挤压针直接放入高温炉中，而引起挤压针变形或开裂；或因不预热导致的氧化脱碳或过热产生危险。在特定的高温下进行淬火，防止加热温度过高，奥氏体晶粒粗大，则使钼系高速钢性能降低。因而，通过这种分级分段的淬火，使处理过程中挤压针以及挤压针的中间态的变形、开裂倾向减小的同时提高了挤压针的强度和韧性。另外，本申请通过对第一中间体挤压针进行深冷处理的时候，并非是对第一中间体挤压针的整体进行深冷，而是对根据成品挤压针在使用时的有效长度确定的第一中间体挤压针有效部分进行深冷，在深冷过程中保证深冷区域进入冷却槽即可；通过本申请的深冷技术减少对冷却槽深度的要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挤压针的热处理方法，其特征在于，包括：对经过预处理的半成品挤压针进行至少两次预热处理，得到奥氏体挤压针；将所述奥氏体挤压针进行淬火处理，得到第一中间体挤压针；将所述第一中间体挤压针进行深冷处理，得到第二中间体挤压针；对所述第二中间体挤压针依次进行回火和矫直处理，并依次重复所述回火以及矫直处理至少三次，得到马氏体挤压针。

【技术特征摘要】
1.一种挤压针的热处理方法，其特征在于，包括：对经过预处理的半成品挤压针进行至少两次预热处理，得到奥氏体挤压针；将所述奥氏体挤压针进行淬火处理，得到第一中间体挤压针；将所述第一中间体挤压针进行深冷处理，得到第二中间体挤压针；对所述第二中间体挤压针依次进行回火和矫直处理，并依次重复所述回火以及矫直处理至少三次，得到马氏体挤压针。2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述至少两次预热处理的步骤包括：将经过预处理的半成品挤压针放入第一加热炉内，升温至400-500℃进行恒温预热25-60分钟；再在小于或等于20秒内转入第二加热炉内，升温至840-870℃进行恒温预热20-40分钟，得到奥氏体挤压针。3.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述淬火处理的步骤包括：将所述奥氏体挤压针在小于或等于20秒转入第三加热炉内，升温至1180-1230℃进行保温处理10-20分钟，再在小于或等于20秒内转移置入第四加热炉内进行淬火处理；对所述第四加热炉内中的奥氏体挤压针降温至260-300℃，在260-300℃温度下恒温30-60分钟，得到第一中间体挤压针。4.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述深冷处理的步骤包括：将所述第一中间体挤压针快速冷却至-110--200℃，保温4-5小时，得到第二中间体挤压针。5.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述对所述第二中间体挤压针依次进行回火和矫直处理，并依次重复所述回火以及矫直处理至少三次，得到马氏体挤压针具体步骤包括：对所述第二中间体挤压针在500-600℃下，保温1-2小时后，再将所述第二中间体挤压针放置在矫直机上进行矫直处理；依次重复上述回火以及矫直处理至少三次；检测所述马氏体挤压针的直线度是否小于或等于0.5/1000毫米，以及硬度是否小于或等于255布氏硬度；若否，则继续依次重复上述回火...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓明，刘伟，王伟，高博，付思敏，李恒，于海慧，
申请(专利权)人：国核宝钛锆业股份公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61