一种热处理成形工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种热处理成形工艺，其在对热处理件奥氏体化后，放在冷却控制平台对热处理件软区进行慢速快速冷却，使软区组织由奥氏体变为铁素体和珠光体(慢速冷却)或由奥氏体变为马氏体(快速冷却)，硬区保持为奥氏体，然后回温处理，慢速冷却时，软区和硬区组织保持不变，快速冷却时软区组织由马氏体变为索氏体，硬区认为奥氏体；最后将热处理件放进模具中快速成型的同时快速冷却，快速冷却和慢速冷却时硬区组织均由奥氏体变为马氏体，慢速冷却时热处理件软区组织仍为铁素体和珠光体，快速冷却时软区组织仍为索氏体。这样，成型模具由于至承受冷却，不再承受加热，其使用寿命得到提高。

A Heat Treatment Forming Process

【技术实现步骤摘要】
一种热处理成形工艺
本专利技术属于热处理
，特别是指一种热处理成形工艺。
技术介绍
传统高强度钢板或零部件的热处理工艺是将钢板或者零部件整体加热完全奥氏体化，整体快速均匀冷却至室温，以获得均匀的高强度的马氏体组织。但某些零部件由于其服役环境的特殊性，需要其具有强度梯度的性能定制特性。以汽车A柱和B柱为例，以防在交通事故中人员的头部受到伤害一般要求A柱和B柱的上半部分具有较高的强度；同时A柱和B柱需良好的抗碰撞吸能效果，其下半部分一般要求具有较好的塑性。目前分段式模具通过控制淬火冷却速度可以将热处理件成型的同时使热处理件具有性能定制特性，具体方法是将热处理件整体放在加热炉中加热使其组织奥氏体化后放进模具中成型，模具上设有加热和冷却单元，用于分别控制热处理件硬区和软区的冷却速度，对热处理件硬区，对应模具处设有冷却通道提高工件的冷却速度，使其组织由奥氏体转变为马氏体，提高热处理件强度(硬度)，对热处理件软区，需要其组织由奥氏体转化为铁素体和珠光体，提高热处理件塑性，这就需要模具对应处设有加热系统降低软区的冷却速度，使其组织由奥氏体转变为铁素体和珠光体。这样热处理后的热处理件不同部位具有不同的机械性能，但是模具一段冷却一段加热，加大了模具的设计难度；同时模具加热段工作时加热非工作时冷却，这种交替加热冷却严重缩短了模具的使用寿命；同时需要在模具加热段和冷却段分别配置控温系统，控温较复杂且增加了成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种热处理成形工艺，采用普通水冷模具，提高模具寿命，降低生产成本。本专利技术一种热处理成形工艺，其可以使热处理件成型的同时其上不同区域具有满足使用要求的强度和塑性，其包括：步骤A1，将热处理件放在第一加热炉中加热使其由原始组织铁素体和珠光体转变成奥氏体；步骤A2，将该热处理件从所述第一加热炉中移出放在冷却控制平台，对该热处理件的软区慢速冷却至一定温度，使该热处理件的软区组织由奥氏体转变成铁素体和珠光体，该热处理件的硬区组织仍为奥氏体；步骤A3，将该热处理件从该冷却控制平台移到第二加热炉中回温处理，使该热处理件的硬区和软区温度升高，但组织都没发生变化；步骤A4，将该热处理件从该第二加热炉中取出放在模具中成型为热处理件的同时以大于临界冷却速度的速度将其冷却至室温，该热处理件的硬区组织由奥氏体转变为马氏体，该热处理件的软区组织仍为铁素体和珠光体。由上，通过以上热处理工艺步骤，使热处理件成型的同时，热处理件硬区得到高强度的马氏体组织，软区得到塑性有所下降的铁素体和珠光体，从而实现同一热处理件上不同区域具有不同机械性能，成型模具为一般普通水冷模具，不用一段冷却，一段加热，延长了模具的使用寿命，减少了热处理件的热处理成本，同时该热处理成形工艺适合机械手操作，适合大规模开展。较佳的，步骤A1中将所述热处理件放在所述第一加热炉中加热使其由原始组织铁素体和珠光体转变成奥氏体的方法是将所述热处理件加热至800～1000℃，并保温2～10min。由上，热处理件温度加热至800～1000℃，高于热处理件材料的Ac3以上，并保温2～10min，保证了热处理件由原始组织铁素体和珠光体完全转变为奥氏体。较佳的，步骤A2中将所述热处理件的软区在所述冷却控制平台慢速冷却使其组织由奥氏体转变成铁素体和珠光体的冷却温度范围为350～500℃；所述热处理件的硬区温度保持在750～900℃。由上，热处理件软区冷却至350～500℃，热处理件软件组织由奥氏体转变成铁素体和珠光体，塑性有所下降，但仍满足机械性能要求；热处理件的硬区温度保持在750～900℃，硬区组织仍为奥氏体。较佳的，步骤A3中将所述热处理件放在所述第二加热炉中回温后，所述热处理件的硬区温度升高到800～950℃，所述热处理件的软区温度升高到650～700℃。由上，热处理件硬区和软区的温度升高，但组织保持不变。一种热处理成形工艺，其可以使热处理件成型的同时其上不同区域具有满足使用要求的强度和塑性，其包括：步骤B1，将热处理件整体放在第一加热炉中加热使其组织由原始组织铁素体和珠光体转变成奥氏体；步骤B2，将该热处理件从所述第一加热炉中移出放在所述冷却控制平台对该热处理件的软区快速冷却至一定温度，使该热处理件的软区组织由奥氏体转变成马氏体，该热处理件的硬区组织仍为奥氏体；步骤B3，将该热处理件从所述冷却控制平台移到第二加热炉中回温处理，该热处理件的硬区组织仍为奥氏体，该热处理件的软区组织由马氏体转变为索氏体；步骤B4，将该热处理件从所述第二加热炉中取出放在模具中成型为热处理件的同时以大于临界冷却速度的速度冷却至室温，该热处理件的硬区组织由奥氏体转变为马氏体，该热处理件的软区组织仍为索氏体。由上，通过以上热处理工艺步骤，使热处理件成型为热处理件的同时，热处理件硬区组织变为马氏体，强度提高，软区变为索氏体，塑性下降，仍满足塑性使用要求，从而实现同一热处理件上不同区域具有不同机械性能，成型模具为一般普通水冷模具，不用一段冷却，一段加热，延长了模具的使用寿命，减少了热处理件的热处理成本，同时该热处理成形工艺适合机械手操作，适合大规模开展。较佳的，步骤B1中将所述热处理件放在所述第一加热炉中加热使其组织由铁素体转变成奥氏体的方法是将热处理件整体加热至800～1000℃，并保温2～10min。由上，热处理件温度加热至800～1000℃，高于热处理件材料的Ac3以上，并保温2～10min，保证了热处理件组织由原始组织铁素体和珠光体完全转变为奥氏体。较佳的，步骤B2中所述热处理件的软区在所述冷却控制平台快速冷却使其组织由奥氏体转变成马氏体的冷却温度范围为100～200℃，所述热处理件的硬区温度保持在750～900℃。由上，热处理件软区冷却至100～200℃，热处理件软件组织由奥氏体转变成马氏体；热处理件的硬区温度保持在750～900℃，硬区组织仍为奥氏体。较佳的，步骤B3中将所述热处理件放在所述第二加热炉中回温后，所述热处理件的硬区温度范围为800～950℃，所述热处理件的软区温度范围为500～700℃。由上，所述热处理件的软区温度范围为500～700℃时，软区组织由马氏体转变为索氏体，硬区组织仍为奥氏体。较佳的，热处理件的厚度为0.5—5mm。较佳的，步骤A2或步骤B2中冷却的方式是风冷或水冷，且风冷或水冷位置可调。由上，风冷或水冷位置可通过开闭不同位置的喷头调整，实现对不同区域的硬度和塑性的控制。附图说明图1为热处理件奥氏体化后热处理件软区慢速冷却工艺的组织演变过程示意图；图2为热处理件奥氏体化后热处理件软区快速冷却工艺的组织演变过程示意图；图3为热处理件奥氏体化后热处理件软区慢速冷却工艺的工艺条件流程曲线图；图4为热处理件奥氏体化后热处理件软区快速冷却工艺的工艺条件流程曲线图；以上图中：原始组织奥氏体铁素体+奥氏体铁素体和珠光体马氏体索氏体Ac1:奥氏体开始转变温度，Ac3:奥氏体结束转变温度Ms：马氏体开始转变温度，Mf：马氏体结束转变温度。具体实施方式同一热处理件的不同区域要分别实现高强度和高塑性，有两种工艺方法可以实现。一、热处理件奥氏体化后热处理件软区慢速冷却工艺；该工艺的组织演变过程如图1所示，该冷却工艺包括如下步骤：步骤A1，将热处理件整体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热处理件热处理成形工艺，其可以使热处理件成型的同时其上不同区域具有满足使用要求的强度和塑性，其特征在于，其包括：步骤A1，将热处理件放在第一加热炉中加热使其由原始组织铁素体和珠光体转变成奥氏体；步骤A2，将该热处理件从所述第一加热炉中移出放在冷却控制平台，对该热处理件的软区慢速冷却至一定温度，使该热处理件的软区组织由奥氏体转变成铁素体和珠光体，该热处理件的硬区组织仍为奥氏体；步骤A3，将该热处理件从该冷却控制平台移到第二加热炉中回温处理，使该热处理件的硬区和软区温度升高，但组织都没发生变化；步骤A4，将该热处理件从该第二加热炉中取出放在模具中成型的同时以大于临界冷却速度的速度将其冷却至室温，该热处理件的硬区组织由奥氏体转变为马氏体，该热处理件的软区组织仍为铁素体和珠光体。

【技术特征摘要】
1.一种热处理件热处理成形工艺，其可以使热处理件成型的同时其上不同区域具有满足使用要求的强度和塑性，其特征在于，其包括：步骤A1，将热处理件放在第一加热炉中加热使其由原始组织铁素体和珠光体转变成奥氏体；步骤A2，将该热处理件从所述第一加热炉中移出放在冷却控制平台，对该热处理件的软区慢速冷却至一定温度，使该热处理件的软区组织由奥氏体转变成铁素体和珠光体，该热处理件的硬区组织仍为奥氏体；步骤A3，将该热处理件从该冷却控制平台移到第二加热炉中回温处理，使该热处理件的硬区和软区温度升高，但组织都没发生变化；步骤A4，将该热处理件从该第二加热炉中取出放在模具中成型的同时以大于临界冷却速度的速度将其冷却至室温，该热处理件的硬区组织由奥氏体转变为马氏体，该热处理件的软区组织仍为铁素体和珠光体。2.根据权利要求1所述的热处理成形工艺，其特征在于，步骤A1中将所述热处理件放在所述第一加热炉中加热使其由原始组织铁素体和珠光体转变成奥氏体的方法是将所述热处理件加热至800～1000℃，并保温2～10min。3.根据权利要求2所述的热处理成形工艺，其特征在于，步骤A2中将所述热处理件的软区在所述冷却控制平台慢速冷却使其组织由奥氏体转变成铁素体和珠光体的冷却温度范围为350～500℃；所述热处理件的硬区温度保持在750～900℃。4.根据权利要求3所述的热处理成形工艺，其特征在于，步骤A3中将所述热处理件放在所述第二加热炉中回温后，所述热处理件的硬区温度升高到800～950℃，所述热处理件的软区温度升高到650～700℃。5.一种热处理成形工艺，其可以使热处理件成型的同时其上不同区域具有满足使用要求的强度和塑性，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤君，侯俊卿，杨涛，张文良，罗平，
申请(专利权)人：机械科学研究总院集团有限公司，北京机电研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11